Los adhesivos electroconductores permiten realizar interconexiones eléctricas en dispositivos médicos desechables, lo que ofrece flexibilidad y confiabilidad. Las opciones isotrópicas y anisotrópicas dirigen el flujo de corriente y simplifican la fabricación.
En el mundo actual, la confiabilidad es fundamental cuando se trata de dispositivos electrónicos. Las compañías tecnológicas siguen ampliando los límites de lo posible gracias a su capacidad para reducir el tamaño de los componentes y desarrollar tecnologías de vanguardia en estos dispositivos. Los adhesivos electroconductores (ECA) se están convirtiendo en un elemento esencial en el ensamblaje y el reforzamiento de la solidez de los dispositivos electrónicos, especialmente en el ámbito médico. En una entrevista con el Dr. Mark Currie, director científico sénior de Henkel, profundizamos en el tema de los ECA y su papel en la producción de productos electrónicos.
Los adhesivos electroconductores llevan varias décadas en el mercado y constituyen una alternativa a la soldadura como solución de interconexión que ofrece un buen rendimiento eléctrico, mecánico y térmico. La soldadura es muy rígida y menos maleable, y no comparte las mismas propiedades de flexibilidad que un ECA, que es una solución híbrida de interconexión compuesta por plata dispersa en una matriz de polímero maleable. Además, las temperaturas de aplicación de las interconexiones ECA oscilan únicamente entre 25 °C y 200 °C (dependiendo de la química) y pueden soportar temperaturas operacionales continuas de hasta 175 °C.
Planteamos la pregunta: “¿Por qué los ECA se están convirtiendo en la solución para un mayor número de aplicaciones?”. Una pregunta fundamental, con cuatro respuestas que aportan contexto: los procesos, la confiabilidad, la sustentabilidad y los avances tecnológicos a gran escala.
Proceso: la integración de alta densidad ha permitido que las soluciones de miniaturización se conviertan en la norma. Cuando se trata de un circuito impreso flexible o que contiene componentes sensibles a la temperatura, la solución de interconexión debe adaptarse a estos retos. Si las temperaturas del proceso son demasiado altas para la combinación de placa y componente, el desajuste de CTE puede provocar deformaciones en la placa o en los componentes, lo que da lugar a bajos rendimientos en las interconexiones. Si consideramos los ECA como la solución alternativa, ofrecemos una opción de interconexión a baja temperatura, con tiempos de curado potencialmente rápidos.
Confiabilidad: el desajuste de CTE puede provocar fallos prematuros, tanto falsos como reales, que podrían no preverse en el futuro. El uso de una solución tecnológica capaz de adaptarse tanto a procesos a bajas temperaturas como a altas temperaturas operacionales solo puede resultar beneficioso para las aplicaciones de campo.
Sustentabilidad: todas las soluciones deben tener en cuenta este impacto. Dos aspectos de los ECA que resultan de gran ayuda son la baja temperatura y las opciones de química de curado rápido, que reducen el consumo de energía.
Avance tecnológico a gran escala: los factores impulsores actuales están llevando al mercado médico a replantearse la forma en que tratamos a los pacientes. La miniaturización, junto con el 5G y el IoT (IoT), son factores que mejoran las soluciones en el mercado médico, con un alcance que no llegaba a una década atrás, y que tienen un impacto significativo en las soluciones que se ofrecen.
Combinemos esas respuestas y apliquémoslas al sector médico. Los últimos 18 meses han proporcionado a todos un contexto sobre la monitorización de pacientes, pero al mirar hacia el futuro, con una tecnología inteligente que integra la conectividad 5G, observamos que la monitorización remota de pacientes se está implantando en el mercado médico (o de las biociencias) y que el tema central de su aplicación son los sensores.
Los sensores pueden considerarse soluciones que proporcionan señales del bienestar de un paciente. A menudo se hace referencia a cuatro categorías de sensores: electrofisiológicos (EEG, ECoG); físicos (temperatura corporal, hidratación de la piel); biomédicos (glucosa en sangre, composición del sudor) y vitales (oxígeno en sangre, presión arterial).
¿Cuáles son los indicadores de confiabilidad consistentes para todas estas soluciones de sensores? De hecho, todas las aplicaciones son pequeños ensamblajes electrónicos, pero deben adaptarse a los cambios químicos y físicos del cuerpo del paciente, ya que todas ellas son potencialmente “vestibles”. Para que el ensamblaje final absorba los movimientos del paciente, se suelen utilizar placas de circuito impreso flexibles. Estas placas pueden ser sensibles a la temperatura durante el montaje de los componentes, y estas propiedades específicas, combinadas con la flexibilidad de interconexión necesaria, permiten que las ECA se conviertan en la tendencia dinámica actual en el ámbito de la monitorización remota de pacientes en el sector médico, aprovechando las ventajas del 5G y el IoT.
Nuestro primer ejemplo de aplicación “vestible”» con placas flexibles que incorpora la tecnología ECA es el parche desechable de monitorización de glucosa. Este parche tiene aproximadamente el tamaño de un dólar de plata y el grosor de un dedo, y está compuesto por componentes muy pequeños y sensibles que se benefician de la baja temperatura de aplicación y curado de un ECA, así como de su flexibilidad inherente.
Otro dispositivo médico que requiere flexibilidad y una temperatura de curado baja durante el ensamblaje es el vendaje adhesivo con sensor de ECG que se utiliza para la monitorización continua de la actividad cardíaca. En esta aplicación, la confiabilidad es fundamental y la elección de la composición química adecuada del sistema de soporte ECA es primordial para absorber todas las tensiones de movimiento.
A continuación, están los audífonos, que son rígidos y no se doblan durante su uso. Sin embargo, están fabricados con plásticos más suaves y contienen otros componentes sensibles a la temperatura que podrían dañarse durante el proceso de ensamblaje si se utilizan soluciones tradicionales.
Los sensores de marcha pueden colocarse en el calzado de una persona para realizar la monitorización de su zancada y diagnosticar un problema. Estos sensores deben soportar el peso de la persona y deben ser flexibles para adaptarse a la forma del pie.
“Las aplicaciones en el ámbito de las biociencias sin duda se desarrollarán a medida que avance la tecnología”, afirma Currie, “y la monitorización remota de la respuesta del paciente en circuito cerrado es una realidad tanto en el presente como en el futuro, y la ECA encaja como una solución tecnológica clave para esto”.
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