MASTERBOND,EP37-3FLF,在電子紡織品包裝研究中的卓越表現(xiàn)
概述 電子紡織品（e-textile）技術(shù)將微電子嵌入織物中，催生了一類(lèi)激動(dòng)人心的新產(chǎn)品，這些產(chǎn)品可用于時(shí)尚、醫(yī)療、軍事等行業(yè)。研究中的應(yīng)用實(shí)例包括可穿戴系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)氣體檢測(cè)、可以融化屋頂冰雪的電子墊子以及測(cè)量心率、呼吸和體溫的生理監(jiān)測(cè)服裝。為了確保這些智能紡織品盡可能保持傳統(tǒng)織物的外觀和手感，通常采用靈活的電子電路。實(shí)際使用中，可穿戴電子紡織品將會(huì)經(jīng)歷運(yùn)動(dòng)、彎曲和洗滌帶來(lái)的劇烈沖擊，這些活動(dòng)會(huì)對(duì)嵌入的電子電路施加剪切和彎曲力，可能威脅到其可靠性和性能。
電子紡織品包裝工程師面臨的挑戰(zhàn)是，在盡可能保持包裝薄且靈活的同時(shí)，最大化嵌入電路的可靠性。電子電路的靈活性取決于用于電路基材、組件和連接材料的材料以及這些材料的尺寸和配置。許多電子紡織電路使用膠粘劑將電子芯片附著在基材上或用作翻轉(zhuǎn)芯片組件中的應(yīng)力減少填充物。用于電子紡織品的膠粘劑必須具備足夠的靈活性和粘合強(qiáng)度，以確保在彎曲和其他運(yùn)動(dòng)條件下的可靠性。
Master Bond EP37-3FLF Master Bond EP37-3FLF 是一種極其靈活的環(huán)氧樹(shù)脂化合物，能夠形成高強(qiáng)度的粘合，能夠承受物理沖擊和嚴(yán)酷的熱循環(huán)和沖擊，使其非常適合電子紡織品應(yīng)用。由于其靈活性和比傳統(tǒng)環(huán)氧樹(shù)脂系統(tǒng)更低的放熱（聚合過(guò)程中釋放的熱量），EP37-3FLF 在固化過(guò)程中對(duì)敏感電子組件的壓力較小。減少固化過(guò)程中的壓力對(duì)于保護(hù)超薄、靈活電子包裝中的脆弱芯片和其他組件至關(guān)重要。
EP37-3FLF 與多種基材（包括金屬、復(fù)合材料、玻璃、陶瓷、橡膠和許多塑料）具有良好的粘合性。它提供了優(yōu)越的電絕緣性能，出色的光透過(guò)率（特別是在350到2000納米范圍內(nèi)），并且可以在從4K到250°F的溫度范圍內(nèi)使用。EP37-3FLF 可以在室溫下固化2-3天，或在200°F下固化2-3小時(shí)。最佳性能通過(guò)在室溫下過(guò)夜固化后，再在200°F下固化1-2小時(shí)獲得。
Master Bond EP37-3FLF 被選為南安普頓大學(xué)進(jìn)行的電子紡織品靈活電子包裝研究中測(cè)試的六種膠粘劑之一。
應(yīng)用 南安普頓大學(xué)的研究旨在調(diào)查材料選擇和組件尺寸對(duì)正在開(kāi)發(fā)的電子紡織品包裝方法的可靠性的影響。該包裝結(jié)構(gòu)使用翻轉(zhuǎn)芯片技術(shù)將多個(gè)超薄芯片附著到靈活的塑料基材上。塑料條上的圖案化互連和粘合墊用于連接各個(gè)芯片，焊料用于建立芯片與互連之間的電連接，填充膠用于減少每個(gè)芯片的應(yīng)力。最終形成的長(zhǎng)而薄的電路可以用包裝和覆蓋纖維圍繞，以形成電子紡織品。
關(guān)鍵參數(shù)和要求 該研究中調(diào)查的可靠性關(guān)鍵指標(biāo)包括柔性包裝中膠粘劑和基材層的剪切負(fù)荷和彎曲應(yīng)力。為了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證研究小組用于優(yōu)化柔性包裝的模擬技術(shù)，研究人員開(kāi)發(fā)了一個(gè)簡(jiǎn)化版本的包裝，包括使用膠粘劑將一個(gè)電子芯片安裝到塑料基材上。這個(gè)電子芯片封裝（EDOP）作為測(cè)試工具，用于評(píng)估包裝方法在各種材料、尺寸和配置下的可靠性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以與模擬結(jié)果進(jìn)行比較，以確定模擬技術(shù)是否可以用于調(diào)整更復(fù)雜包裝的設(shè)計(jì)。
結(jié)果：剪切負(fù)荷和彎曲測(cè)試 在研究的第一部分，研究人員重點(diǎn)關(guān)注了EDOP包裝的膠粘劑層性能，測(cè)試了六種不同的膠粘劑，包括 Master Bond EP37-3FLF。他們對(duì)多個(gè)EDOP樣品進(jìn)行了剪切負(fù)荷和三點(diǎn)彎曲實(shí)驗(yàn)，每個(gè)樣品由一個(gè)Kapton基材、一個(gè)硅芯片和一種正在測(cè)試的膠粘劑組成。對(duì)每種膠粘劑測(cè)試了多個(gè)EDOP樣品，通過(guò)控制施膠量來(lái)改變每個(gè)樣品的膠粘劑厚度。
為了進(jìn)行剪切負(fù)荷和三點(diǎn)彎曲測(cè)試，建立了實(shí)驗(yàn)裝置。對(duì)于剪切負(fù)荷測(cè)試，施加的力通過(guò)測(cè)試裝置傳遞到硅芯片的一端（見(jiàn)圖1）。力量逐漸增加直到發(fā)生斷裂。對(duì)于彎曲測(cè)試，基材的兩端被夾住，施加的力傳遞到基材的下側(cè)（見(jiàn)圖2）。同樣，力量逐漸增加直到發(fā)生斷裂。對(duì)于每項(xiàng)測(cè)試，記錄了導(dǎo)致斷裂的力值，以及每種膠粘劑類(lèi)型和厚度。
在剪切負(fù)荷和彎曲測(cè)試中，Master Bond EP37-3FLF 表現(xiàn)最佳。使用 EP37-3FLF 的 EDOP 樣品在整個(gè)厚度范圍內(nèi)所需的外部力量顯著高于其他樣品的斷裂力量。對(duì)于 EP37-3FLF 樣品，最佳厚度——即需要最大外部力量來(lái)破壞樣品的厚度——為0.048-0.05毫米。
參考文獻(xiàn)
- Li, Menglong，Tudor, John，Torah, Russel，Beeby, Steven. “功能性電子紡織品的翻轉(zhuǎn)芯片柔性電子封裝方法的應(yīng)力分析與優(yōu)化”，《IEEE 組件、包裝與制造技術(shù)匯刊》，第8卷，第2期，2018年2月，第186-194頁(yè)。
http://ydzhly.com/masterbond/EP37-3FLF/
