Les adhésifs conducteurs permettent des interconnexions électriques sur les dispositifs médicaux jetables, offrant flexibilité et fiabilité. Les options isotropes et anisotropes dirigent le flux de courant et simplifient la fabrication.
Aujourd’hui, la fiabilité est essentielle lorsqu’il s’agit de dispositifs électroniques. Les entreprises technologiques continuent de redéfinir les possibilités grâce à leur capacité à réduire la taille des composants et à développer des technologies de pointe au sein de ces dispositifs. Les adhésifs conducteurs d’électricité (ACE) deviennent essentiels dans l’assemblage et la robustesse des dispositifs électroniques, notamment dans le domaine médical. Dans une interview avec le Dr Mark Currie, directeur scientifique principal chez Henkel, nous explorons davantage ce sujet des ACE et leur rôle dans la production d’électronique.
Les adhésifs conducteurs d’électricité sont disponibles depuis plusieurs décennies et offrent une alternative aux pâtes de soudure en tant que solution d’interconnexion, fournissant des performances électriques, mécaniques et thermiques. La pâte de soudure est très rigide et moins malléable et ne partage pas les mêmes attributs de flexibilité qu’un ACE, qui est une solution hybride d’interconnexion avec de l’argent dispersé dans une matrice polymère malléable. De plus, les températures d’application des interconnexions ACE se situent uniquement entre 25 °C et 200 °C (en fonction de la composition chimique) et peuvent supporter des températures de fonctionnement continues allant jusqu’à 175 °C.
Nous avons posé la question : « Pourquoi les ACE deviennent-elles la solution pour plus d’applications ? » Une question unique importante, avec quatre réponses pour fournir un contexte : processus, fiabilité, développement durable et avancées technologiques macro.
Processus : l’intégration à haute densité a permis aux solutions miniaturisées de devenir la norme. Lorsqu’on envisage un circuit imprimé flexible ou contenant des composants sensibles à la température, la solution d’interconnexion doit prendre en compte ces défis. Si les températures de processus sont trop élevées pour la combinaison carte/composant, les différences de coefficient de dilatation thermique peuvent entraîner une déformation au niveau de la carte ou des composants, ce qui se traduit par de faibles rendements d’interconnexion. Si nous considérons les ACE comme la solution de contrepartie, nous proposons une option d’interconnexion à basse température avec des temps de durcissement potentiellement rapides.
Fiabilité : une différence de coefficient de dilatation thermique peut entraîner des défaillances précoces, qu’elles soient fausses ou vraies, qui pourraient ne pas être anticipées plus tard. L’utilisation d’une solution technologique capable de gérer à la fois les processus à basse température et les hautes températures de fonctionnement ne peut être que bénéfique pour les applications sur le terrain.
Développement durable : toutes les solutions doivent prendre en compte cet impact. Deux aspects des ACE sont utiles : les options chimiques à basse température et celles à durcissement potentiellement rapide qui réduisent la consommation d’énergie.
Avancées technologiques macro : les moteurs macro d’aujourd’hui poussent le marché médical à reconsidérer notre façon de traiter les patients. L’aspect de miniaturisation, associé à la fois à la 5G et à l’Internet des objets (IoT), constitue un facteur d’amélioration des solutions sur le marché médical qui n’existait pas il y a dix ans et qui a le plus grand impact sur les solutions proposées.
Combinons ces réponses et appliquons-les au secteur médical. Les 18 derniers mois ont fourni à chacun un contexte pour la surveillance des patients, mais si nous nous tournons vers l’avenir, avec la technologie intelligente embrassant la connectivité avec la 5G, nous trouvons la surveillance à distance des patients sur le marché médical (ou bioscientifique) et le sujet de l’application des capteurs.
Les capteurs peuvent être considérés comme des solutions qui fournissent des signaux du bien-être d’un patient. Quatre catégories de capteurs sont souvent mentionnées : électrophysiologiques (EEG, ECoG), physiques (température corporelle, hydratation de la peau), biomédicaux (glucose sanguin, composition de la sueur) et vitaux (oxygène sanguin, pression artérielle).
Quels sont les indicateurs de fiabilité constants pour toutes ces solutions de capteurs ? Toutes les applications sont de petits assemblages électroniques, mais elles doivent absorber les changements chimiques et physiques du corps d’un patient, car elles sont toutes potentiellement « portables ». Pour que l’assemblage fini absorbe le mouvement d’un patient, des circuits imprimés flexibles sont couramment utilisés. Ces cartes peuvent être sensibles à la température lorsqu’elles sont équipées de composants, et cette propriété particulière, combinée à la flexibilité d’interconnexion obligatoire, permet aux ACE d’être la tendance dynamique actuelle dans la surveillance médicale à distance des patients, en capitalisant sur la 5G et l’Internet des objets (IoT).
Notre premier exemple d’application portable de flexi-board qui intègre les ACE est le patch jetable de surveillance de la glycémie. Ce patch est de la taille d’un dollar en argent et de la largeur de votre doigt. Il comprend des composants très petits et sensibles qui bénéficient de la basse température d’application et de polymérisation d’un ACE ainsi que de sa flexibilité inhérente.
Un autre dispositif médical qui nécessite de la flexibilité et une basse température de polymérisation lors de l’assemblage est le pansement adhésif du capteur ECG utilisé pour la surveillance continue de l’activité cardiaque. Dans cette application, la fiabilité est essentielle et le choix de la bonne composition chimique du système porteur ACE est primordial pour absorber toutes les contraintes de mouvement.
Ensuite, viennent les prothèses auditives, qui sont elles-mêmes rigides et ne se plieront pas pendant l’utilisation. Cependant, elles sont constituées de plastiques plus souples et contiennent d’autres composants sensibles à la température qui pourraient être endommagés lors du processus d’assemblage utilisant des solutions traditionnelles.
Des capteurs de démarche peuvent être placés dans la chaussure d’une personne pour surveiller sa foulée et diagnostiquer un problème. Ces capteurs doivent supporter le poids de la personne et être suffisamment souples pour s’adapter à la forme de son pied.
« Les applications en biosciences vont clairement se développer à mesure que la technologie évolue, déclare le Dr Currie, et la surveillance à boucle fermée du retour d’information des patients à distance est très actuelle et représente l’avenir, et les ACE s’inscrivent comme une solution technologique clé. »
Nos experts sont là pour en savoir plus sur vos besoins.
Notre centre d’assistance et nos experts sont à votre disposition pour vous aider à trouver des solutions adaptées à vos besoins professionnels.