Vodivé lepidlá umožňujú elektrické prepojenia na jednorazových zdravotníckych pomôckach a ponúkajú flexibilitu a spoľahlivosť. Izotropné a anizotropné možnosti smerujú prúd a zjednodušujú výrobu.
V súvislosti s elektronickými zariadeniami je v dnešnom svete rozhodujúca spoľahlivosť. Technologické spoločnosti neustále definujú nové možností vďaka svojim kapacitám zmenšovať komponenty a vyvíjať špičkové technológie v rámci týchto zariadení. Elektricky vodivé lepidlá (ECA) sa stávajú nevyhnutnosťou pri montáži a odolnosti elektronických zariadení, najmä v oblasti medicíny. V rozhovore s Dr Markom Curriem, hlavným vedeckým odborníkom spoločnosti Henkel, sme sa téme lepidiel ECA a ich úlohe pri výrobe elektroniky venovali podrobnejšie.
Elektricky vodivé lepidlá sú dostupné už niekoľko desaťročí a poskytujú alternatívu k spájke ako prepájacie riešenie s elektrickým, mechanickým a tepelným výkonom. Spájka je veľmi tuhá a menej kujná a nezdieľa rovnaké flexibilné vlastnosti ako lepidlá ECA, čo je prepojovací hybridný roztok striebra dispergovaný v kujnej polymérnej matrici. Okrem toho aplikačné teploty prepojení lepidla ECA sú len v rozmedzí 25 °C až 200 °C (v závislosti od chémie) a dokážu vydržať nepretržité prevádzkové teploty až do 175 °C.
Položili sme otázku: „Prečo sa lepidlá ECA stávajú riešením pre viaceré aplikácie?“ Jediná dôležitá otázka so štyrmi odpoveďami na poskytnutie kontextu: proces, spoľahlivosť, udržateľnosť a makrotechnologický pokrok.
Proces: integrácia s vysokou hustotou umožnila, aby sa zmenšené riešenia stali normou. Keď uvažujeme o doske plošných spojov, ktorá je flexibilná alebo obsahuje komponenty citlivé na teplotu, riešenie prepojenia musí spĺňať tieto výzvy. Ak sú pre kombináciu dosky a komponentu procesné teploty príliš vysoké, nesúlad CTE môže spôsobiť deformáciu na úrovni dosky alebo komponentov, čo má za následok slabé výnosy prepojenia. Ak uvažujeme o ECA ako o protiriešení, poskytujeme možnosť nízkoteplotného prepojenia s potenciálne rýchlymi časmi vytvrdzovania.
Spoľahlivosť: Nesúlad CTE môže viesť k skorým falošným/pravdivým zlyhaniam, ktoré sa v ďalšom priebehu nemusia očakávať. Použitie technologického riešenia, ktoré môže zahŕňať nízkoteplotné procesné pripojenie aj vysoké prevádzkové teploty, môže byť prospešné len pre aplikácie v teréne.
Udržateľnosť: tento dopad musia zohľadňovať všetky riešenia. Medzi dva nápomocné aspekty ECA patria nízkoteplotné a potenciálne rýchlo tuhnúce chemické možnosti, ktoré znižujú spotrebu energie.
Makrotechnologický prelom: Makrofaktory súčasnosti spôsobujú, že medicínsky trh prehodnocuje to, ako liečime pacientov. Aspekt zmenšovania v spojení s 5G a internetom vecí (Internet of Things) sú vylepšeniami riešení na medicínskom trhu, ktoré pred desiatimi rokmi neboli v dohľade a majú najväčší vplyv na poskytované riešenia.
Skúsme tieto odpovede spojiť a aplikovať ich na medicínsky priemysel. Posledných 18 mesiacov poskytlo každému kontext na monitorovanie pacienta. Pri pohľade do budúcnosti však, vďaka inteligentnej technológii využívajúcej konektivitu s 5G, tu nájdeme vzdialené monitorovanie pacienta na trhu medicíny (alebo biovedy) a aplikáciu snímačov.
Snímače možno považovať za riešenia, ktoré poskytujú signály o pacientovej pohode. Často sa uvádzajú štyri kategórie snímačov: elektrofyziologické (EEG, ECoG); fyzické (telesná teplota, hydratácia pokožky); biomedicínske (glukóza v krvi, zloženie potu) a vitálne funkcie (kyslík v krvi, krvný tlak).
Aké sú konzistentné metriky spoľahlivosti pre všetky tieto riešenia snímačov? Všetky aplikácie sú malé elektronické zostavy, musia však absorbovať chemické a fyzické zmeny tela pacienta, pretože všetky sú potenciálne „nositeľné“. Aby hotová zostava absorbovala pohyb pacienta, bežne sa používajú flexibilné obvodové dosky. Keď sú tieto dosky naplnené komponentmi, môžu byť citlivé na teplotu, a táto konkrétna vlastnosť v kombinácii s povinnou flexibilitou prepojenia umožňuje, aby sa ECA stali súčasným dynamickým trendom v medicínskom diaľkovom monitorovaní pacientov využívajúcim 5G a internet vecí (IoT).
Náš prvý príklad „nositeľnej“ flexibilnej dosky, ktorá využíva ECA, je jednorazová náplasť na monitorovanie glukózy. Táto náplasť má veľkosť strieborného dolára a šírku vášho prsta a obsahuje veľmi malé a citlivé komponenty, ktoré ťažia z nízkej teploty aplikácie a vytvrdzovania ECA a jeho prirodzenej flexibility.
Ďalšou zdravotníckou pomôckou, ktorá si vyžaduje flexibilitu a nízku vytvrdzovaciu teplotu počas montáže, je adhezívny obväz so snímačom EKG používaný na nepretržité monitorovanie srdcovej aktivity. V tomto prípade je nevyhnutná spoľahlivosť a prvoradá je správna voľba chemického zloženia nosného systému ECA, aby sa absorbovala všetka námaha spôsobená pohybom.
Ďalej sú to načúvacie pomôcky, ktoré sú samy osebe pevné a počas používania sa neohýbajú. Sú však vyrobené z mäkších plastov a obsahujú ďalšie komponenty citlivé na teplotu, ktoré by sa pri montáži pomocou tradičných riešení mohli poškodiť.
Snímač chôdze môžu byť umiestnené v topánke osoby, aby sledovali jej krok a diagnostikovali problém. Tieto snímače musia niesť váhu osoby a musia byť flexibilné, aby sa prispôsobili tvaru chodidla osoby.
„S vývojom technológie sa budú jednoznačne rozvíjať aplikácie biovedy,“ hovorí Currie, „a diaľkové monitorovanie spätnej väzby pacienta s uzavretou slučkou je do značnej miery budúcnosťou a lepidlá ECA tu zapadajú ako jedno z kľúčových podporných technologických riešení“.
Naši odborníci sú tu, aby sa dozvedeli viac o Vašich potrebách.
Naše centrum podpory a odborníci sú pripravení pomôcť Vám nájsť riešenia pre Vaše obchodné potreby.