导电胶实现低温电子器件

日期:2017-02-14


作者:Rachel Gordon,IDTechEx
 
材料是需要更换的,估计目前每年使用50000吨的锡铅焊料,但对于共晶锡铅焊料并没有“直接”的替代品。每一年已经卖出12亿美元的导电胶(ECA),它们取代多种功能/应用和行业焊料已变得越来越普遍。新的IDTechEx研究报告,因为安全和无害环境的焊料替代品,2016-2026年导电胶将包括三个主要类别。
ECA包括聚合物树脂(如环氧树脂或硅),可提供的物理性能,如附着力、力学、机械强度、冲击强度和导电的金属填料(如银、金或镍)。为了减少填料的使用量,增加导电性,并尽可能减少间距宽度,有研究使用纳米填料,包括银纳米线、银纳米颗粒、镍纳米颗粒和碳纳米管。
显然,在所有这些材料中,导电性是首要的。然而,热导率也必须足够高,使元件不会过热。ICP的导热系数约为20 W/m.K,铅焊料则为60 W/m.K。配合表面的粘附必须足够好,不会有粘结失效,同时抗拉强度必须足够高,以避免内聚破坏,即使在弯曲和挠曲条件下。
粘度必须是足够低,易于分布,但固化后要足够高,以避免泵出和干燥。在一些应用中,工作温度是很重要的,而焊料可以工作在高达270℃,ECA被限制在200℃。它必须是无毒的,因为另一个同样有毒物质取代铅没有意义。
铅焊料熔点在215℃,而各向同性导电膏可以在低至110℃固化。这开辟了使用塑料基板,以实现新一代柔性电子产品的可能性。为了使用聚酯基材,在固化过程中不会发生屈曲或翘曲的风险,需要将固化温度带到80℃以下。
目前,各向异性导电膜(ACF)74%用于LCD或OLED显示器制造。显示器正在越来越广泛地应用于消费电子、航空航天、国防、汽车和基础设施部门。紫外线热固化机制必须发展到较低固化温度,以实现塑料基板的柔性显示器。然而,据IDTechEx的研究报告“导电胶2016-2026”,这个市场仍将随着非显示应用中ACF市场多元化,在2026年达到超过10亿美元,因为其性能可靠、薄、易加工。聚合物颗粒上的金属涂层将允许降低填料的成本。
www.IDTechEx.com
 

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