El aumento exponencial y ahora la integración casi universal de los dispositivos electrónicos en nuestra vida cotidiana ha requerido la creación de adhesivos y recubrimientos avanzados. Adhesivos conductores de la electricidad (ECA) se han abierto camino en una serie de campos relacionados directa e indirectamente con la fabricación de productos electrónicos. Los ECA generalmente están compuestos de una resina epoxi, pero también pueden estar hechos de curado UV y adhesivos de silicona. Para superar la alta resistividad de estos compuestos, el adhesivo se carga con más de 80 por ciento de materiales conductores. Estos adhesivos se pueden aplicar de varias maneras, desde la jeringa hasta la serigrafía.
Existe una enorme variación en las ECA, y elegir qué adhesivo es el adecuado para su aplicación depende de varios factores. Las ECA varían según las partículas conductoras que se usan, así como el adhesivo en el que están suspendidas.
Adhesivos
La mayoría de las adhesivos puede convertirse en conductores agregando suficiente relleno conductivo para que se tengan en cuenta las consideraciones habituales sobre qué adhesivo funcionará mejor. Deben tenerse en cuenta factores como el método de aplicación y el tiempo de curado, así como las tensiones ambientales y directas de la junta adhesiva. Los epóxicos de una y dos partes son los adhesivos más utilizados, pero todas las opciones son siliconas y otros adhesivos de curado UV.
Partículas Conductoras
Se pueden usar varios metales o compuestos para proporcionar la conductividad eléctrica en un ECA. La plata es la más común porque tiene una resistencia muy baja y puede ser rentable en comparación con otras opciones, como el oro. Cobre, oro, níquel, aluminio y grafito son otras opciones populares para las ECA. Ciertas combinaciones pueden ofrecer otras ventajas, como el cobre plateado o el níquel, que a menudo son menos costosos pero aún ofrecen baja resistividad. La composición exacta del relleno y el método de distribución en los adhesivos se pueden adaptar para cumplir con las especificaciones requeridas.
La plata y el oro son metales que se usan comúnmente para proporcionar conductividad eléctrica en una ECA.
Usos principales
El uso de ECA se puede dividir en dos categorías: usos conductivos y usos de blindaje. Las ECA que se usan como conexión conductora a menudo usan plata como material de relleno, mientras que las ECA que se usan en el blindaje se hacen con materiales menos conductores, como el grafito.
Conductivo
Hay dos tipos principales de ECA que se utilizan como vía conductora: adhesivos conductores isotrópicos (ICA) y adhesivos conductores anisotrópicos (ACA). Mientras que los ICA son conductores en todas las direcciones, los ACA son conductores solo en una dirección (generalmente a lo largo del eje z). Los ICA se utilizan en muchas aplicaciones donde una soldadura sería apropiada y es necesaria una ruta de tierra. Los ACA son adecuados para su uso en algunas aplicaciones de placas de circuito específicas, como chips abatibles y ensamblaje RFID.
Dado que el vidrio y los plásticos de alta tecnología también desempeñan un papel cada vez más importante en la electrónica de consumo, se necesitan adhesivos que se adapten a estas aplicaciones. Casi todos los teléfonos móviles o dispositivos de visualización modernos contienen una película conductora transparente (TCF) de algún tipo. Los óxidos de indio y estaño (ITO) y otros TCF utilizados en pantallas LED y OLED se pueden conectar con el uso de un adhesivo conductor de electricidad para preservar la transparencia óptica donde los cables o la soldadura no serían apropiados. Los ECA también se pueden fabricar en forma de película adhesiva transparente eso puede subyacer a tales TCF, conectándolos a la electrónica interna.
Estos delicados componentes y los termoplásticos modernos también pueden ser sensibles a altas temperaturas. Los ECA a veces se denominan "soldadura en frío" porque su conductividad ofrece una alternativa a las conexiones de soldadura tradicionales en aplicaciones donde el calor involucrado con la soldadura es demasiado alto. Como alternativa de soldadura, los ECA tienen la ventaja de no contener plomo cuando las preocupaciones ambientales o regulatorias son primordiales. Los ECA también ofrecen opciones para reparar placas de circuito impreso (PCB) donde la soldadura es una opción inconveniente o imposible.
Finalmente, las ECA también son conductores de calor eficientes, y por esa razón algunas ECA o pastas se pueden usar en aplicaciones de disipación de calor. El ensamblaje de RFID y otras conexiones de chip invertido se pueden lograr con las ECA que reemplazan las protuberancias de soldadura tradicionales.
blindaje
Las ECA también se utilizan por su capacidad de proporcionar una superficie conductora en aplicaciones que necesitan protección contra interferencias electromagnéticas (EMI) o descargas electrostáticas (ESD). Ahora que los dispositivos emisores de EMI de alta frecuencia son casi omnipresentes (al igual que aquellos con los que se puede interferir), los estándares de cumplimiento de EMI internacionales y de la FCC deben considerarse cuidadosamente en el diseño de cualquier producto. Cuando se aplica un ECA como recubrimiento, o para adherir piezas de blindaje electrónico, actúa como una jaula de Faraday, distribuyendo la carga alrededor del objeto recubierto, en lugar de a través de él. Este tipo de blindaje puede proporcionar protección incluso a alta frecuencia.
La ESD también puede ser peligrosa en entornos con electrónica sensible o productos químicos volátiles. Los pisos revestidos o con respaldo de ECA pueden proporcionar una manera de descargar y prevenir de forma segura la acumulación de electricidad estática y cumplir con ANSI / ESD S20.20.
Otras Consideraciones
Los tipos de ECA son tan diversos como sus usos potenciales. Los ECA se han desarrollado para casi todas las aplicaciones y encontrar el adecuado depende de la situación específica. Si bien los ECA pueden servir como reemplazo de la soldadura en uso general, también pueden formularse para otras situaciones especiales. En lugares donde la corrosión es una preocupación, se puede utilizar material de relleno no corrosivo como el grafito. Para aplicaciones donde la interferencia magnética es un problema, los ECA se pueden mezclar con materiales no magnéticos. Otras formulaciones específicas pueden ser adecuadas para cuando los ECA se aplican como revestimiento en descargas electrostáticas o blindaje EMI. Determinar exactamente cuáles son sus necesidades en términos de conexión física y conexión eléctrica le permitirá encontrar un ECA que se adapte a sus necesidades con precisión.
Compre aquí nuestra gama de materiales conductores de electricidad.
El contenido de la publicación del blog de este mes fue proporcionado por Gluespec® – un socio de Ellsworth Adhesives.
Gluespec ayuda a los ingenieros a descubrir adhesivos y otros materiales para sus aplicaciones industriales.