導電膏在電子紡織品中的應用-深圳市福英達
導電膏在電子紡織品中的應用-深圳市福英達
隨著人們生活質(zhì)量提高及柔性電子技術的發(fā)展，有不少廠家嘗試將電子技術與柔性紡織品相結合從而為人們帶來更加智能化的生活。選擇合適的焊接材料是電子紡織品開發(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。
導電膏材料
為了找到一種合適的電子紡織品導電涂層材料，Wu等人嘗試采用一種環(huán)氧樹脂與松香相結合的方法來滿足高溫和焊點強度的需求。他們制備的樹脂由含有1.5wt%松香的55wt%環(huán)氧樹脂（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。導電膏是由85wt%的鍍銀銅粉(AgCu)和15wt%的樹脂組成。此外還添加了Triton X-100，使導電膏粘度顯著降低。
有趣的是將樹脂放在115℃下加熱固化可以實現(xiàn)環(huán)氧樹脂/1-丁胺混合物的交聯(lián)，使其在高溫焊接時能夠保持更好的化學穩(wěn)定性。同時，環(huán)氧樹脂與少量松香混合能夠?qū)崿F(xiàn)更小的潤濕角，有利于焊接的可靠性。
實驗結果
導電膏可以通過鋼網(wǎng)印刷方式涂覆在基板上。導電膏中的樹脂和AgCu顆粒在加熱后會在電路上形成一層導電涂層。導電涂層與焊料有良好的兼容性。當使用烙鐵在導電涂層表面沉積焊料熔體，熔融焊料會迅速擴散到導電涂層上(接觸角很小)。在固化后，導電涂層和焊料界面處會形成金屬間化合物Cu6Sn5從而促進焊料的粘附。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.導電涂層和焊料間的接觸角。
圖2.焊料與導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準。在不同的織物基底上，固化的導電涂層的剪切強度能夠達到20MPa以上。由于糊狀物的深度滲透，織物的搭接剪切強度顯示出更好的粘附性。導電膏的延展性表現(xiàn)尚可。在拉伸過程中，由于對編織線的強粘附性，在拉伸大于30%后，印刷結構的電阻迅速增加。
圖3. 導電膏剪切強度。
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參考文獻
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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