导电膏在电子纺织品中的应用-深圳市福英达
导电膏在电子纺织品中的应用-深圳市福英达
随着人们生活质量提高及柔性电子技术的发展，有不少厂家尝试将电子技术与柔性纺织品相结合从而为人们带来更加智能化的生活。选择合适的焊接材料是电子纺织品开发商的难题。由于电子纺织品电路通常需要满足高温和拉伸需求，因此焊接材料需要有着良好的延展性。
导电膏材料
为了找到一种合适的电子纺织品导电涂层材料，Wu等人尝试采用一种环氧树脂与松香相结合的方法来满足高温和焊点强度的需求。他们制备的树脂由含有1.5wt%松香的55wt%环氧树脂（双酚A二缩水甘油醚），14wt%卡必醇乙酸丁酯，18wt%甲基丙烯酸甲酯和13wt%正丁胺组成。导电膏是由85wt%的镀银铜粉(AgCu)和15wt%的树脂组成。此外还添加了Triton X-100，使导电膏粘度显著降低。
有趣的是将树脂放在115℃下加热固化可以实现环氧树脂/1-丁胺混合物的交联，使其在高温焊接时能够保持更好的化学稳定性。同时，环氧树脂与少量松香混合能够实现更小的润湿角，有利于焊接的可靠性。
实验结果
导电膏可以通过钢网印刷方式涂覆在基板上。导电膏中的树脂和AgCu颗粒在加热后会在电路上形成一层导电涂层。导电涂层与焊料有良好的兼容性。当使用烙铁在导电涂层表面沉积焊料熔体，熔融焊料会迅速扩散到导电涂层上(接触角很小)。在固化后，导电涂层和焊料界面处会形成金属间化合物Cu6Sn5从而促进焊料的粘附。由于Ag颗粒含量较少，因而在界面处未有金属间化合物Ag3Sn的出现。
图1.导电涂层和焊料间的接触角。
图2.焊料与导电涂层界面处金属间化合物。
剪切力是判断焊接可靠性的重要标准。在不同的织物基底上，固化的导电涂层的剪切强度能够达到20MPa以上。由于糊状物的深度渗透，织物的搭接剪切强度显示出更好的粘附性。导电膏的延展性表现尚可。在拉伸过程中，由于对编织线的强粘附性，在拉伸大于30%后，印刷结构的电阻迅速增加。
图3. 导电膏剪切强度。
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参考文献
Wu, J.X., Chu, C.P. & Liao, Y.C. (2023). “Solderable conductive paste for electronic textiles”. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, vol.142.
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