组件紧固材料可分为两类,如图表所示。.
焊接工艺,过去以铅焊为主,现在主要采用无铅焊料,具有成本低、技术成熟等双重优势。此外,回流焊工艺有助于元件对准,通过重新调整元件方向来降低焊液滴的表面能。这种自对准特性显著降低了拾取放置工艺的分辨率要求,从而加快了元件放置速度。.
然而,焊接工艺存在一个关键缺陷。回流焊工艺通常需要较高的温度,对于广泛使用的SAC(锡/银/铜)焊料而言,温度约为250°C,而且升温过程耗时较长。因此,它不适用于PET等热脆性基材,也不兼容高速卷对卷(R2R)制造或3D增材电子技术。值得注意的是,近年来人们开发了超低温焊料以提高与聚合物基材的兼容性,但尚未得到广泛应用。.
耗时且高温的回流焊工艺为导电胶(ECA)提供了发展空间。IDTechEx 最新发布的报告《2022-2032 年导电胶:技术、市场和预测》对此进行了详细分析。与焊料等金属合金不同,导电胶是由嵌入聚合物树脂中的金属粉末组成。.
尽管电化学粘接剂(ECA)价格更高且不具备自对准优势,但它允许元件直接粘接到基板上,无需高温回流焊或长时间升温。因此,它们不太可能取代传统印刷电路板上的焊接工艺,但随着集成化和柔性电子技术的发展,其市场份额预计将会增长。.
此外,各向异性导电胶(ACA)的导电性低于更常见的各向同性导电胶(ICA)。目前,ACA(以薄膜或膏状形式供应)在元件贴装过程中需要施加高温高压,这既增加了制造成本,也增加了损坏风险。然而,新兴的“场取向导电胶”技术克服了这一限制,因为各向异性导电性是在粘合前诱导产生的。.
ECA 的新兴应用
ECA 非常适合需要在除传统 FR4 基板以外的任何材料上安装电子元件的应用,尤其是在基板材料热脆性较大的情况下。
电子导电胶(ECA)一项极具发展前景的新兴应用是模内电子(IME),它用于制造集成电容式触摸感应和照明功能的装饰性表面。汽车内饰是其主要应用领域,预计到2032年,IME市场总规模将达到约15亿美元。IME元件的制造方法是将导电油墨丝网印刷到平面基板(通常为聚碳酸酯)上,然后将电子元件安装到基板上。之所以使用ECA,是因为聚碳酸酯无法承受焊接的高温回流焊工艺。.
ECA的另一项极具应用前景的技术是柔性混合电子(FHE),这是一种新兴技术,可被视为传统电子和印刷电子技术优势的结合体。该技术需要在带有印刷导电走线的柔性基板上安装元件,并且需要使用ECA(或采用极低温焊接)来避免损坏低成本的PET基板。.
电子导电胶(ECA)的一个非常具体的应用场景是可拉伸电子器件,这对于电子纺织品和某些电子皮肤贴片至关重要。这就需要一些解决方案来连接略微可拉伸的组件。由于电子导电胶的机械性能很大程度上取决于聚合物树脂的性能,因此可以使用弹性体材料来引入轻微的弹性。
