導(dǎo)電膏在電子紡織品中的應(yīng)用-深圳市福英達(dá)
導(dǎo)電膏在電子紡織品中的應(yīng)用-深圳市福英達(dá)
隨著人們生活質(zhì)量提高及柔性電子技術(shù)的發(fā)展，有不少?gòu)S家嘗試將電子技術(shù)與柔性紡織品相結(jié)合從而為人們帶來(lái)更加智能化的生活。選擇合適的焊接材料是電子紡織品開(kāi)發(fā)商的難題。由于電子紡織品電路通常需要滿足高溫和拉伸需求，因此焊接材料需要有著良好的延展性。
導(dǎo)電膏材料
為了找到一種合適的電子紡織品導(dǎo)電涂層材料，Wu等人嘗試采用一種環(huán)氧樹(shù)脂與松香相結(jié)合的方法來(lái)滿足高溫和焊點(diǎn)強(qiáng)度的需求。他們制備的樹(shù)脂由含有1.5wt%松香的55wt%環(huán)氧樹(shù)脂（雙酚A二縮水甘油醚），14wt%卡必醇乙酸丁酯，18wt%甲基丙烯酸甲酯和13wt%正丁胺組成。導(dǎo)電膏是由85wt%的鍍銀銅粉(AgCu)和15wt%的樹(shù)脂組成。此外還添加了Triton X-100，使導(dǎo)電膏粘度顯著降低。
有趣的是將樹(shù)脂放在115℃下加熱固化可以實(shí)現(xiàn)環(huán)氧樹(shù)脂/1-丁胺混合物的交聯(lián)，使其在高溫焊接時(shí)能夠保持更好的化學(xué)穩(wěn)定性。同時(shí)，環(huán)氧樹(shù)脂與少量松香混合能夠?qū)崿F(xiàn)更小的潤(rùn)濕角，有利于焊接的可靠性。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果
導(dǎo)電膏可以通過(guò)鋼網(wǎng)印刷方式涂覆在基板上。導(dǎo)電膏中的樹(shù)脂和AgCu顆粒在加熱后會(huì)在電路上形成一層導(dǎo)電涂層。導(dǎo)電涂層與焊料有良好的兼容性。當(dāng)使用烙鐵在導(dǎo)電涂層表面沉積焊料熔體，熔融焊料會(huì)迅速擴(kuò)散到導(dǎo)電涂層上(接觸角很小)。在固化后，導(dǎo)電涂層和焊料界面處會(huì)形成金屬間化合物Cu6Sn5從而促進(jìn)焊料的粘附。由于Ag顆粒含量較少，因而在界面處未有金屬間化合物Ag3Sn的出現(xiàn)。
圖1.導(dǎo)電涂層和焊料間的接觸角。
圖2.焊料與導(dǎo)電涂層界面處金屬間化合物。
剪切力是判斷焊接可靠性的重要標(biāo)準(zhǔn)。在不同的織物基底上，固化的導(dǎo)電涂層的剪切強(qiáng)度能夠達(dá)到20MPa以上。由于糊狀物的深度滲透，織物的搭接剪切強(qiáng)度顯示出更好的粘附性。導(dǎo)電膏的延展性表現(xiàn)尚可。在拉伸過(guò)程中，由于對(duì)編織線的強(qiáng)粘附性，在拉伸大于30%后，印刷結(jié)構(gòu)的電阻迅速增加。
圖3. 導(dǎo)電膏剪切強(qiáng)度。
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參考文獻(xiàn)
Wu, J.X., Chu, C.P. & Liao, Y.C. (2023). “Solderable conductive paste for electronic textiles”. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, vol.142.
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