导电材料专项培训PPT课件( 56页)
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
① 引出线对电子元件本身的影响，如引出线的导电 性、 接触电阻、离子和分子的迁移、化学变化和电化学影响。
② 引出线对电子元件密封性影响，引出线与电子元件包 封料的亲和性。引出线的热胀系数及其熔封性。
③ 是否适应电子元件生产工艺，如引出线是否适于清洗、 烘干、对焊、熔焊、轧扁、铆接、涂漆、烘漆、电气老 化、机械设备的牵引打弯。是否适应高速连续生产，能 经受气体污染否等。
IEC( 国 际 电 工 委 员 会 标 准 ) 规 定 ， 电 阻 率 为
1.7241µ·cm的标准软铜的电导率作为100％，其他
材料的电导率与之比较，以百分电导率表示。
3
2.1 金属导电材料
2.1.1 金属导电材料概论
1. 定义
导电材料是指电流容易通过的材料。常用作 电极、电刷、电线等。
作为导电材料，希望其电阻率尽可能地小 (≦10-6·m) 。 但 是 ， 为 了 满 足 其 他 条 件 ， 例 如 机械强度、加工性、耐腐蚀性、经济性等，在许 多情况也会使用电阻率较大的。
4
2．导电材料的电气性质
(1)电阻与电阻率 导体的电阻材料与长度L成正比、与断面A成反
比，可表示为R=L/A， 是物质固有的参数，指 1m3(或1cm3)材料的电阻，称为材料的电阻率，单位 为·m 或·cm。
第二章 导电材料
1
本章内容
金属导电材料 电极及电刷材料 厚膜导电材料 薄膜导电材料 导电聚合物材料
2
导电材料是电子元器件和集成电路中应用最 广泛的一种材料，用来制造传输电能的电线 电缆，传导电信息的导线、引线和布线。
导电材料最主要的性质是良好的导电性能。
根据使用目的不同，除了导电性外，有时还要求有 足够的机械强度、耐磨、弹性、耐高温、抗氧化、 耐蚀、耐电弧、高的热导率等。
2.2 电极和电刷材料
2.2.1 电容器电极材料
电极是电容器的重要组成部分，它在电容器中 起着形成电场，聚集电荷的作用。尽管电极的形式 随着电容器的结构不同而有变化，但作用是相同的。 因此，作为电容器的电极材料，其质量的好坏和选 用是否合理，对电容器的性质、质量、制造工艺、 重量、成本都有重要影响。应根据电极的要求来选 用适当的电极材料。
④ 引出线是否适应整机的工作环境，能否确保整机不因引 出线而发生故障，如能经受高温、低温、潮热、盐雾、震 动等恶劣工作条件。
⑤ 引出线是否适于整机的高密度群焊技术，其电子元件能14 否长期储存。
2.2.3 电刷与弹性材料
在电位器（用于分压的可变电阻器）中，电刷 是沿电阻体滑动的导电构件，也称接点或接触刷：在 许多重要或特殊要求的电位器中，电刷单独制造，然 后借助于钎焊、点焊、铆接或夹装与弹性簧片组成构 件，而使电刷获得支承和弹力源。
11
电极材料的主要要求：
① 应具有优良的导电性能，体积电阻率要小； ② 具有良好的化学稳定性和抗腐蚀性，不易氧化，并
且对介质材料的老化、催化作用要小； ③ 应有良好的机械性能。如不易变形、压延性和柔韧
性要好、抗拉强度高、与电容器工艺匹配； ④ 密度小，热导率大； ⑤ 易于焊接，具有适当的熔点和沸点； ⑥ 材料来源广泛，价格便宜。
(2)电阻温度系数。
导体的电阻随温度的变化而变化。温度为的电
阻可表示为 RT=RT1[1+aT1(T-T1)]
式中，RT1为在基准温度T1的电阻, aT1为在基准温度T1的电阻温度系数。
一般金属导体的电阻随温度升高而增大
5
导电材料的电阻率与电阻温度系数同 材料的纯度和完整性有十分密切的关系， 既所谓是结构敏感的。
9ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
5．导电材料应具备的性质
作为金属导电材料，用得最多的是 铜，其次是铝、铁等。
作为导电材料应具备的条件：
电导率大、易连接、较大的抗拉强度、 易弯曲、容易加工成型、耐腐蚀、产量大、 价格低等。
但是，由于纯金属的抗拉强度都比较低， 所以在对抗拉强度要求高的场合，应采用热 处理的金属或合金。
10
一般情况下，接触簧片—
带有接点的簧片、用弹性材料
直接加工成型。因此。电刷材
料与弹性材料是相互联系且不
可分割的一组材料。弹性材料
还可用来制造其他弹性元件，
如簧片和弹性集流片。
15
2.3 厚膜导电材料
在厚膜混合集成电路中，厚膜导电材料 的作用是固定分立的有源器件和无源器件 （需能/电源的器件叫有源器件，无需能/电源 的器件就是无源器件。有源器件一般用来信 号放大、变换等，无源器件用来进行信号传 输，或者通过方向性进行“信号放大”。 容、 阻、感都是无源器件，IC、模块等都是有源 器件） ，作为元件之间的互连线及作为厚膜 电容的上下电极及外引线的焊区等。
③ 标准软铜在20 ℃ 时的电阻温度系数为 1/254.5=0.00393 ℃-1
8
4．影响导体电阻值的因素
杂质、缺陷、温度、应力是影响导体电阻的 主要原因。一般纯金属的电导率比其合金的高。 合金的电导率由于合金的组成不同而各异，例如， 在二元合金中由于成分相互溶解而生成固溶体。 如果在纯金属中加入少量的其他金属，则电导率 将急剧下降。
7
(3) 国际标准软铜。作为导体电导率的表示基
准的标准软铜。其特性在1913年的国际电 器标准 会议上规定如下：
① 各部分的切面积的均等面积为１mm2的标准软 铜，在20 ℃时，长度１m的电阻为1/58 ，即 电阻率为0.17241 µ·m(100%IACS)。
② 在20 ℃ 时的密度为8.89g/cm3
12
2.2.2 引出线
电子元件的引出线与印制电路板联接，形 成整机的功能部件。整机的可靠件在很大程度 上取决于引线的可靠性。
电子元件引出线所用的导电材料，因基材 成分、镀(涂)层种类、含杂量、厚度和生产工 艺不同，各种引出线在机械性能、电件能、热 性能、磁性能，耐蚀性和可焊性上各有不同。
13
选用电子元件引出线时应考虑：
所以对于同一种材料，由于制备方法 不同，电阻率与电阻温度系数会存在一定 差别。
6
3．导电材料的标准
(1) 标准软铜的电阻温度系数
在20℃时为 1/254.5=0.00393℃-1，在T1(℃)的 电阻温度系数用1/[254.5+T1-20)] ℃-1表示。
(2) 电导率和百分电导率
电阻率的倒数为电导率，用来表示导体的 导电度。这个电导率与国际标准软铜的电导率 之比的百分率，称为百分电导率[或称为％ IACS(国际退火铜标准, 1米长截面积1平方毫米 的铜，电阻0.017Ω )电导率]。
② 引出线对电子元件密封性影响，引出线与电子元件包 封料的亲和性。引出线的热胀系数及其熔封性。
③ 是否适应电子元件生产工艺，如引出线是否适于清洗、 烘干、对焊、熔焊、轧扁、铆接、涂漆、烘漆、电气老 化、机械设备的牵引打弯。是否适应高速连续生产，能 经受气体污染否等。
IEC( 国 际 电 工 委 员 会 标 准 ) 规 定 ， 电 阻 率 为
1.7241µ·cm的标准软铜的电导率作为100％，其他
材料的电导率与之比较，以百分电导率表示。
3
2.1 金属导电材料
2.1.1 金属导电材料概论
1. 定义
导电材料是指电流容易通过的材料。常用作 电极、电刷、电线等。
作为导电材料，希望其电阻率尽可能地小 (≦10-6·m) 。 但 是 ， 为 了 满 足 其 他 条 件 ， 例 如 机械强度、加工性、耐腐蚀性、经济性等，在许 多情况也会使用电阻率较大的。
4
2．导电材料的电气性质
(1)电阻与电阻率 导体的电阻材料与长度L成正比、与断面A成反
比，可表示为R=L/A， 是物质固有的参数，指 1m3(或1cm3)材料的电阻，称为材料的电阻率，单位 为·m 或·cm。
第二章 导电材料
1
本章内容
金属导电材料 电极及电刷材料 厚膜导电材料 薄膜导电材料 导电聚合物材料
2
导电材料是电子元器件和集成电路中应用最 广泛的一种材料，用来制造传输电能的电线 电缆，传导电信息的导线、引线和布线。
导电材料最主要的性质是良好的导电性能。
根据使用目的不同，除了导电性外，有时还要求有 足够的机械强度、耐磨、弹性、耐高温、抗氧化、 耐蚀、耐电弧、高的热导率等。
2.2 电极和电刷材料
2.2.1 电容器电极材料
电极是电容器的重要组成部分，它在电容器中 起着形成电场，聚集电荷的作用。尽管电极的形式 随着电容器的结构不同而有变化，但作用是相同的。 因此，作为电容器的电极材料，其质量的好坏和选 用是否合理，对电容器的性质、质量、制造工艺、 重量、成本都有重要影响。应根据电极的要求来选 用适当的电极材料。
④ 引出线是否适应整机的工作环境，能否确保整机不因引 出线而发生故障，如能经受高温、低温、潮热、盐雾、震 动等恶劣工作条件。
⑤ 引出线是否适于整机的高密度群焊技术，其电子元件能14 否长期储存。
2.2.3 电刷与弹性材料
在电位器（用于分压的可变电阻器）中，电刷 是沿电阻体滑动的导电构件，也称接点或接触刷：在 许多重要或特殊要求的电位器中，电刷单独制造，然 后借助于钎焊、点焊、铆接或夹装与弹性簧片组成构 件，而使电刷获得支承和弹力源。
11
电极材料的主要要求：
① 应具有优良的导电性能，体积电阻率要小； ② 具有良好的化学稳定性和抗腐蚀性，不易氧化，并
且对介质材料的老化、催化作用要小； ③ 应有良好的机械性能。如不易变形、压延性和柔韧
性要好、抗拉强度高、与电容器工艺匹配； ④ 密度小，热导率大； ⑤ 易于焊接，具有适当的熔点和沸点； ⑥ 材料来源广泛，价格便宜。
(2)电阻温度系数。
导体的电阻随温度的变化而变化。温度为的电
阻可表示为 RT=RT1[1+aT1(T-T1)]
式中，RT1为在基准温度T1的电阻, aT1为在基准温度T1的电阻温度系数。
一般金属导体的电阻随温度升高而增大
5
导电材料的电阻率与电阻温度系数同 材料的纯度和完整性有十分密切的关系， 既所谓是结构敏感的。
9ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
5．导电材料应具备的性质
作为金属导电材料，用得最多的是 铜，其次是铝、铁等。
作为导电材料应具备的条件：
电导率大、易连接、较大的抗拉强度、 易弯曲、容易加工成型、耐腐蚀、产量大、 价格低等。
但是，由于纯金属的抗拉强度都比较低， 所以在对抗拉强度要求高的场合，应采用热 处理的金属或合金。
10
一般情况下，接触簧片—
带有接点的簧片、用弹性材料
直接加工成型。因此。电刷材
料与弹性材料是相互联系且不
可分割的一组材料。弹性材料
还可用来制造其他弹性元件，
如簧片和弹性集流片。
15
2.3 厚膜导电材料
在厚膜混合集成电路中，厚膜导电材料 的作用是固定分立的有源器件和无源器件 （需能/电源的器件叫有源器件，无需能/电源 的器件就是无源器件。有源器件一般用来信 号放大、变换等，无源器件用来进行信号传 输，或者通过方向性进行“信号放大”。 容、 阻、感都是无源器件，IC、模块等都是有源 器件） ，作为元件之间的互连线及作为厚膜 电容的上下电极及外引线的焊区等。
③ 标准软铜在20 ℃ 时的电阻温度系数为 1/254.5=0.00393 ℃-1
8
4．影响导体电阻值的因素
杂质、缺陷、温度、应力是影响导体电阻的 主要原因。一般纯金属的电导率比其合金的高。 合金的电导率由于合金的组成不同而各异，例如， 在二元合金中由于成分相互溶解而生成固溶体。 如果在纯金属中加入少量的其他金属，则电导率 将急剧下降。
7
(3) 国际标准软铜。作为导体电导率的表示基
准的标准软铜。其特性在1913年的国际电 器标准 会议上规定如下：
① 各部分的切面积的均等面积为１mm2的标准软 铜，在20 ℃时，长度１m的电阻为1/58 ，即 电阻率为0.17241 µ·m(100%IACS)。
② 在20 ℃ 时的密度为8.89g/cm3
12
2.2.2 引出线
电子元件的引出线与印制电路板联接，形 成整机的功能部件。整机的可靠件在很大程度 上取决于引线的可靠性。
电子元件引出线所用的导电材料，因基材 成分、镀(涂)层种类、含杂量、厚度和生产工 艺不同，各种引出线在机械性能、电件能、热 性能、磁性能，耐蚀性和可焊性上各有不同。
13
选用电子元件引出线时应考虑：
所以对于同一种材料，由于制备方法 不同，电阻率与电阻温度系数会存在一定 差别。
6
3．导电材料的标准
(1) 标准软铜的电阻温度系数
在20℃时为 1/254.5=0.00393℃-1，在T1(℃)的 电阻温度系数用1/[254.5+T1-20)] ℃-1表示。
(2) 电导率和百分电导率
电阻率的倒数为电导率，用来表示导体的 导电度。这个电导率与国际标准软铜的电导率 之比的百分率，称为百分电导率[或称为％ IACS(国际退火铜标准, 1米长截面积1平方毫米 的铜，电阻0.017Ω )电导率]。