Nosljiv obliž senzorja zdravja se sestavi tako, da se togi mikročip prilepi na mehko, prožno polimerno folijo s prevodnim lepilom,-napolnjenim s srebrom. To lepilo je treba strjevati s skrbno nadzorovano količino toplote-ki zadostuje za vzpostavitev mehanske trdnosti in električne prevodnosti, vendar dovolj nizko, da prepreči toplotno popačenje občutljive podlage. Ogrevana plošča, ki se uporablja za ta proces, deluje kot natančno reguliran toplotni vmesnik med togimi polprevodniškimi komponentami in fleksibilnimi polimernimi sistemi.
Theogrevana plošča, prevodno lepilo, fleksibilna elektronikaproces opredeljuje kritični proizvodni korak, v katerem je električna funkcionalnost trajno vzpostavljena brez ogrožanja mehanske skladnosti.
Vloga ogrevanih plošč v fleksibilnem hibridnem sestavu elektronike
Fleksibilna hibridna elektronika združuje toge elektronske komponente z raztegljivimi ali upogljivimi substrati. Medsebojna povezava med temi različnimi materiali je dosežena z uporabo izotropnih prevodnih lepil (ICA), ki so običajno napolnjena s srebrnimi kosmiči.
Ta lepila zahtevajo nadzorovano termično utrjevanje za:
Tvorijo prevodne mreže delcev
Razvijte trdnost mehanskega lepljenja
Zagotovite dolgoročno-električno stabilnost
Preprečite razslojevanje pri upogibanju
Ogrevana plošča zagotavlja enakomerno nizko{0}}temperaturno okolje, potrebno za to transformacijo.
Plošča je toplo, popolnoma ravno nakovalo, ki spoji trdi čip z mehko podlago s plastjo srebrnega lepila, aktiviranega s toploto.
Nadzorovan proces strjevanja-pri nizki temperaturi
Tipični pogoji strjevanja za prevodna lepila se gibljejo med 80 in 150 stopinjami, odvisno od formulacije in občutljivosti podlage.
Med obdelavo:
Sestavljen elektronski obliž se položi na ravno ogrevano ploščo
Komponente se držijo z vakuumom ali mehanskim vpenjanjem
Toplota se enakomerno nanaša na celoten sklop
Določen čas zadrževanja se vzdržuje za popoln razvoj strjevanja
Enakomernost temperature je bistvenega pomena, saj lahko razlike povzročijo:
Neskladna prevodnost v lepilni plasti
Mehanska napetost med lepljenimi materiali
Lokaliziran pod-zdravljenjem ali pre-zdravljenjem
Tudi majhni toplotni gradienti lahko vplivajo na kontinuiteto električnih poti, ki jih tvorijo mreže delcev srebra.
Površinske in mehanske zahteve za ogrevane plošče
Ker so prožni substrati elektronike občutljivi na kontaminacijo in mehanske obremenitve, mora zasnova plošče izpolnjevati stroge zahteve.
Tipične značilnosti oblikovanja vključujejo:
PTFE-prevlečene ali-površinske plasti proti prijemanju
Visoke tolerance ravnosti po površini plošče
Gradbeni materiali-združljivi s čistimi prostori
Mehanska stabilnost-brez vibracij
Plošča mora zagotavljati stabilno oporo, ne da bi povzročala mehanske deformacije polimernega substrata ali elektronskih komponent.
Pomen toplotne enakomernosti
Stopnja utrjevanja prevodnih lepil je močno odvisna od zgodovine izpostavljenosti temperaturi. Kot rezultat:
Premalo{0}}osušena območja kažejo visoko električno upornost
Pre-osušena območja lahko postanejo krhka ali se penijo
Neenakomerno utrjevanje vodi do gradientov mehanskih napetosti
Enakomerno segrevanje zagotavlja dosledno tvorjenje prevodnih poti in stabilno dolgoročno-električno delovanje.
Opomba o postopku: profil nadzorovane toplotne rampe
V napredni proizvodnji fleksibilne elektronike se strjevanje pogosto izvaja z uporabo več-stopenjskega termičnega profila.
Tipičen postopek vključuje:
Faza postopnega-raščanja, da se omogoči izhlapevanje topila
Vmesna zadrževalna stopnja za stabilizacijo pretoka lepila
Končna stopnja strjevanja pri ciljni temperaturi (razpon 80–150 stopinj)
Nadzorovano hlajenje za preprečevanje toplotnega šoka
Ta postopen pristop preprečuje hitro razvijanje plina, ki lahko povzroči nastanek praznin ali penjenje lepila. Prav tako zmanjša toplotni stres med različnimi materiali.
Zahteve glede čiste sobe in stabilnosti procesa
Ogrevane plošče, ki se uporabljajo v prilagodljivi hibridni elektroniki, običajno delujejo v nadzorovanih okoljih zaradi občutljivosti komponent.
Kritične zahteve vključujejo:
Nizke stopnje kontaminacije z delci
Nadzor elektrostatične razelektritve
Stabilne toplotne krmilne zanke (pogosto več-conski sistemi PID)
Med ciklom strjevanja ni mehanskih vibracij
Kakršna koli kontaminacija ali nestabilnost lahko vpliva na električno kontinuiteto v končnem sestavu.
Obnašanje materiala med strjevanjem
Izotropna prevodna lepila so med segrevanjem podvržena številnim fizikalnim transformacijam:
Zmanjšanje viskoznosti in prilagoditev pretoka
Izhlapevanje topila in izločanje plinov
Poravnava delcev srebra in oblikovanje perkolacijske mreže
Zamreženje polimerne matrice
Končna električna prevodnost je dosežena, ko je stabilna perkolacijska mreža prevodnih delcev popolnoma oblikovana znotraj utrjene matrice.
Načini okvar, povezani z nepravilnim ogrevanjem
Nepravilno delovanje plošče lahko povzroči:
Nepopolne električne prevodne poti
Delaminacija pod upogibno obremenitvijo
Zvijanje ali krčenje podlage
Tvorba lepilnih praznin zaradi ujetih topil
Te težave so običajno povezane z ne-enakomerno porazdelitvijo temperature ali nepravilnimi profili strjevanja.
Zaključek
Ogrevana plošča služi kot natančna nizko{0}}temperaturna toplotna platforma, ki omogoča zanesljivo strjevanje prevodnih lepil v prilagodljivi hibridni elektroniki. Znotrajogrevana plošča, prevodno lepilo, fleksibilna elektronikanadzorovano segrevanje med 80 in 150 stopinjami zagotavlja, da lepila, polnjena s srebrom-, tvorijo stabilne električne in mehanske vezi, ne da bi poškodovali toplotno-občutljive podlage.
Ta nadzorovana toplotna stopnja zagotavlja osnovo za trajne električne medsebojne povezave v napravah, ki morajo ostati prožne, lahke in mehansko odporne.
Nadaljnji razvoj nosljive in prilagodljive elektronike je še vedno odvisen od popolnoma nadzorovane, tople in enakomerno ravne toplotne površine, ki lahko začasen lepilni stik spremeni v trajno električno funkcionalnost.
