Крепежные материалы для компонентов можно разделить на две категории, как показано на диаграмме.
Пайка, ранее основанная на свинце, а теперь преимущественно бессвинцовая, обладает двойным преимуществом: она недорога и хорошо зарекомендовала себя. Кроме того, процесс оплавления способствует выравниванию компонентов, переориентируя их для минимизации поверхностной энергии капли припоя. Это самовыравнивание значительно снижает требования к разрешению процесса установки компонентов, что позволяет ускорить их размещение.
Однако у пайки есть существенный недостаток. Процесс оплавления обычно требует высоких температур, около 250 °C, для широко используемых припоев SAC (олово/серебро/медь), а также длительного процесса нагрева. Поэтому он неприменим к термически хрупким подложкам, таким как ПЭТ, и несовместим с высокоскоростным рулонным производством (R2R) или 3D-аддитивной электроникой. Следует отметить, что недавно были разработаны сверхнизкотемпературные припои для улучшения совместимости с полимерными подложками, но они еще не получили широкого распространения.
Трудоемкий высокотемпературный процесс оплавления оставляет место для электропроводящих клеев (ЭПК), которые подробно анализируются в новом отчете IDTechEx «Электропроводящие клеи 2022-2032: технологии, рынки и прогнозы». В отличие от припоя, представляющего собой металлический сплав, ЭПК состоят из металлического порошка, внедренного в полимерную смолу.
Несмотря на более высокую стоимость и отсутствие преимущества самовыравнивания, электрохимические контактные площадки позволяют припаивать компоненты непосредственно к подложке и не требуют ни высоких температур оплавления, ни длительных температурных переходов. Поэтому они вряд ли заменят пайку на обычных печатных платах, но ожидается, что их рыночная доля увеличится с переходом к интегрированной и гибкой электронике.
Кроме того, анизотропные проводящие клеи (АКК) обладают более низкой проводимостью, чем более распространенные изотропные проводящие клеи (ИКК). В настоящее время для применения АКК (поставляемых в виде пленок или паст) требуется воздействие высоких температур и давлений во время установки компонентов, что увеличивает как производственные затраты, так и риск повреждения. Однако новая технология «проводящих клеев с направленным полем» устраняет это ограничение, поскольку анизотропная проводимость создается до склеивания.
Перспективные области применения электрохимических клеев (ЭХК).
ЭХК хорошо подходят для применений, требующих монтажа электронных компонентов на любые материалы, кроме обычной подложки FR4, особенно когда материал подложки является термически хрупким.
Очень перспективным новым направлением применения электрохимических контактных пластин (ЭКП) является электроника, изготавливаемая методом литья под давлением (ЭМД), используемая для производства декоративных поверхностей со встроенными емкостными сенсорными датчиками и подсветкой. Основным вариантом применения являются автомобильные интерьеры, и прогнозируется, что к 2032 году общий объем рынка ЭМД достигнет примерно 1,5 миллиарда долларов. Компоненты ЭМД изготавливаются методом трафаретной печати токопроводящих чернил на плоскую подложку (обычно поликарбонат), после чего электронные компоненты монтируются. ЭКП используются потому, что поликарбонат не выдерживает высоких температур оплавления при пайке.
Еще одним перспективным применением электрохимических проводников является гибкая гибридная электроника (ГГЭ), развивающийся подход, который можно рассматривать как сочетание лучших качеств как традиционной, так и печатной электроники. Это требует установки компонентов на гибкие подложки с печатными проводящими дорожками, и для предотвращения повреждения недорогих ПЭТ-подложек необходимы электрохимические проводники (или, в качестве альтернативы, низкотемпературная пайка).
Очень специфическое применение электрохимических клеев (ЭХК) — это эластичная электроника, необходимая для электронного текстиля и некоторых электронных пластырей. Это потребует решений для крепления слегка эластичных компонентов. Поскольку механические свойства ЭХК в значительной степени зависят от свойств полимерной смолы, небольшую эластичность можно обеспечить с помощью эластомерного материала
