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本研究中以不同比例的碳纖以及尼龍來製作導電塑膠複合材 料,並且對於碳纖添加比例以及其電磁屏蔽效果作一個定量的分析,

因此在實際應用時,可以就依照所需求的屏蔽效率來製作成品,並 取得效率與成本的適當比例。

另外,在導電纖維的方向性分佈研究上,我們分別利用模型以 及實際的成品製作,來驗證纖維方向性與電場方向平行具有較高的 電磁屏蔽的效果確認。在可設計模具外型狀況下 ,我們在能使碳纖 呈方向性排列材料中加入相同比例碳纖 ,可以夠得到更好的屏蔽效 果。因此使用塑膠填充導電纖維材料來作低價位的光電模組封裝及 電子電路的保護可說是一相當明智的選擇。

此外,為何難以量測到極高屏蔽效率(100dB 以上),如同一般 文獻中所推論、記載[10],我們也做了一個探討,由參考文獻[6]可 知接面電容、電感及表面電阻是影響量測結果變化的最重要因素,

另外儀器本身的解析度與動態範圍也限制了可量測範圍 。由於參考 文獻中的模型不夠精確,因此我們另外再加上了一些修正參數,使 得整個模型的頻率響應能夠更加接近實際所量測到的資料。

的材料能夠提供較高的屏蔽效果 ;而纖維方向與電場不同方向的材 料能夠提供屏蔽效果就相當有限了。

總結之前章節所討論的結果,我們可以得到以下幾點結論:

(1) 一般塑膠中加入導電纖維所製成之導電塑膠材料在添加 25%

長碳纖時可以提供足夠業界所需要之屏蔽效率(40dB)。

(2) 在不影響纖維的方向分佈情況下,即使製程上有所不同 (如 射出成形及壓縮成形),一般塑膠的種類對電磁屏蔽的效果並 無太大之關連。

(3) 纖維之方向分佈對電磁屏蔽有明顯之影響,與電場平行的導 電纖維對於電磁波之屏蔽最具效果。

(4) 對於同樣碳纖比例,但因基礎材料不同而使其中所含碳纖分 別具方向性以及不具方向性的塑膠複合材料,量測其射出樣 品之屏蔽效率,結果證明加入相同比例碳纖的不具方向性材 料的材料(尼龍加碳纖)其屏蔽效率在低頻時可達41dB,高 頻時可達59dB;具方向性材料的屏蔽效率 (液晶聚合物加碳 纖)更可達到低頻56dB,高頻69dB的屏蔽效率。因此使用能 使碳纖具有方向性的材料,能夠進一步的降低所需添加碳纖 之成本

對於未來工作的期許,希望本論文之研究能夠對於業界以射出成 形加工所製作的雷射光電模組及電子零件,並使用塑膠為構裝材料 的元件上,能夠對電磁波提供物美價廉的屏蔽保護。並在將來對於 實際產品之生產過程以及模具設計考量作更加深入的研究。

[1] David K. Cheng, "Field and wave electromagnetic". Reading, Mass.

Addison Wesley, c1983.

[2] R.B.Schulz, V.C. Plantz, and D.R. Brush, "Shielding theory and practice",IEEE Trans. on Electromagnetic Compatibility, EMC-30, 187-201(1988).

[3] Donald R.J.White and Michel Mardiguian,"Electromagnetic

Shielding". vol.3 Gainesville, Va. : Interference Control Technologies, c1988.

[4] American Society for Testing and Materials,"1997 Annual book of ASTM standards. section 14 : General methods and instrumentation", Philadelphia, Pa. : American Society for Testing and Materials,

c1997,ASTM D4935-89 P442~P450

[5] Donald M. Bigg, "Conductive Polymeric Compositions", Polymer Engineering and Science, Vol.17, No.12,.842-847(1977).

[6] Perry F. Wilson, Mark T. MA., J.W. Adams, "Techniques for

Measuring the Electromagnetic Shielding Effectiveness of Materials:

Part I: Far-Field Source Simulation", IEEE Tran. on EMC, Vol.30, No.3, 239-250(1988).

[7] E. P. Mamunya, V.V. Davidenko and E.V. Lebedev, "Percolation Conductivity of Polymer Composites Filled With Dispersed Conductive Filler", Polymer Composites, Vol.16, No.4, 319-324(1995).

[8] Wang Guoquan and Zeng Peng, "Electrical Conductivity of Poly Plastisol-Short Carbon Fiber Composite", Polymer Engineering and Science, Vol.37, No.1, 96-100, (1997).

[9] J.R. James, A.J. Race and L.A. Scott, "Electromagnetic shielding degradation effects in composite material enclosures",Electronics letters, Vol.35, No.3, 209-211(1999).

[10]Mills,Jeffrey P. "Electro-magnetic interference reduction in electronic systems", Englewood Cliffs, N.J. : PTR Prentice Hall, c1993

[11]莊東漢,林清彬著,”防電磁波干擾之金屬化塑膠粒暨其射出成形產 品”, 科學發展月刊 89 年第 28 卷第 6 期

[12]伊保內 編著;洪榮哲編譯,”實用塑膠學”,全華,民國 82 年初版

[14]黃俊欽編寫,”塑膠成形實驗講義”,國立高雄工商專校模具工程系, 民國83 年 2 月

[15]R. D Sherman, L. M. Middleman,and S. M. Jacobs, "Electron Transport Process in Conductor-Filled Polymers", Polymer Engineering and Science, Vol.23, No.1, 37-45(1983).

[16]”HP 4396B Network/Spectrum/Impedance Analyzer Option 010 Operating Handbook”, Hewlett Packard Japan, (July 1997)

[17] American Society for Testing and Materials,"1997 Annual book of ASTM standards. section 14 : General methods and instrumentation", Philadelphia, Pa. : American Society for Testing and Materials, c1997,ASTM D257-93; ASTM D4470-87

[18]Frederick M. Tesche, Michel V. Ianoz, Torbjorn Karlsson, "EMC analysis methods and computational models", New York : John Wiley

& Sons, Inc., c1997

[19]William C. Jackson, Suressh G. Advani and Charles L.Tucker,”Predicting the Oriention of Short Fiber in Thin Compression Moldings”, Journal of Composite Materials, Vol.

20,539-557(1986)

[20]Peter J. Mooney ,"Plastics EMI shielding : the new economics of shielded plastic versus metal electronic equipment enclosures", Stamford, Conn. : Business Communications Co., 1989

1. 43% Long carbon fibers filled nylon-66 composites (NYTRON LMG-0045N, Nytex Composites Co., Ltd.) 士林電機新豐廠

2. Long Carbon Fiber (TORAYCA® Chopped fiber, Type:TS12, Filaments:006-C, Toray Industries, Inc)

3. Short Carbon Fiber (MCF-GP201, Cyter fiber inc. )

4. 鋼絲 Beki-shield ® GR (Bekaert fiber technologies, Type:75/C14 E/4-S 304 special )

5. Nylon-66 material (General Purpose 21SP, Dow Chemical Company, VYDYNE)

6. - - LCP (Sumikasuper LCP Grade:E6000, 住友化學工業 株式會社 Sumikasuper Chemical CO. Ltd.) 華宏新技

Nylon 66

DAM(含水<0.2%) 含水 2.5%

比重(g/cm3) 1.24 —

融點(℃) 260 —

@100Hz 3.7 6.0

@103Hz 3.6 6.0

介電係數

@106Hz 3.1 3.5

@100Hz 0.02 0.04

@103Hz 0.02 0.04

介質損耗因子 Loss tangent

@106Hz 0.03 0.08

體積電阻率(Ω-cm) 6.0× 1015 2.0× 1013

吸水率(%) < 0.02

比重(g/cm3) 1.67

融點(℃) 350

@100Hz 4.3

@103Hz 4.3

介電係數

@106Hz 3.7

@100Hz 0.023

@103Hz 0.023 介質損耗因子

Loss tangent

@106Hz 0.034 體積電阻率(Ω-cm) 1× 1015 成形條件Molding conditions

E6000 series Drying 120〜150℃× ≧3hrs

Rear 280〜340

Center 340〜370 Cylinder

Temperature

(℃) Nozzle 340〜370

Mold Temperature (℃) 70〜160 Injection pressure (kg/cm2) 800〜1600

Hold pressure (kg/cm2) 200〜600 Screw back pressure (kg/cm2) 10〜50

Injection speed middle〜high Screw revolution (rpm) 60〜100

比重(g/cm ) 1.77

直徑(μm) 7.01

Mpa(ksi) 3650(530) Gpa(106psi) 230(33.5) 機械強度

Tensile at

RT Elongation(%) 1.4 熱膨脹係數

(10-6/K) -0.54 Thermal

導熱係數

(W/m⋅ )K 8.7

體積電阻率(μΩ-m) 18

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