MASTERBOND,EP37-3FLF,在电子纺织品包装研究中的卓越表现
概述 电子纺织品（e-textile）技术将微电子嵌入织物中，催生了一类激动人心的新产品，这些产品可用于时尚、医疗、军事等行业。研究中的应用实例包括可穿戴系统中的实时气体检测、可以融化屋顶冰雪的电子垫子以及测量心率、呼吸和体温的生理监测服装。为了确保这些智能纺织品尽可能保持传统织物的外观和手感，通常采用灵活的电子电路。实际使用中，可穿戴电子纺织品将会经历运动、弯曲和洗涤带来的剧烈冲击，这些活动会对嵌入的电子电路施加剪切和弯曲力，可能威胁到其可靠性和性能。
电子纺织品包装工程师面临的挑战是，在尽可能保持包装薄且灵活的同时，最大化嵌入电路的可靠性。电子电路的灵活性取决于用于电路基材、组件和连接材料的材料以及这些材料的尺寸和配置。许多电子纺织电路使用胶粘剂将电子芯片附着在基材上或用作翻转芯片组件中的应力减少填充物。用于电子纺织品的胶粘剂必须具备足够的灵活性和粘合强度，以确保在弯曲和其他运动条件下的可靠性。
Master Bond EP37-3FLF Master Bond EP37-3FLF 是一种极其灵活的环氧树脂化合物，能够形成高强度的粘合，能够承受物理冲击和严酷的热循环和冲击，使其非常适合电子纺织品应用。由于其灵活性和比传统环氧树脂系统更低的放热（聚合过程中释放的热量），EP37-3FLF 在固化过程中对敏感电子组件的压力较小。减少固化过程中的压力对于保护超薄、灵活电子包装中的脆弱芯片和其他组件至关重要。
EP37-3FLF 与多种基材（包括金属、复合材料、玻璃、陶瓷、橡胶和许多塑料）具有良好的粘合性。它提供了优越的电绝缘性能，出色的光透过率（特别是在350到2000纳米范围内），并且可以在从4K到250°F的温度范围内使用。EP37-3FLF 可以在室温下固化2-3天，或在200°F下固化2-3小时。最佳性能通过在室温下过夜固化后，再在200°F下固化1-2小时获得。
Master Bond EP37-3FLF 被选为南安普顿大学进行的电子纺织品灵活电子包装研究中测试的六种胶粘剂之一。
应用 南安普顿大学的研究旨在调查材料选择和组件尺寸对正在开发的电子纺织品包装方法的可靠性的影响。该包装结构使用翻转芯片技术将多个超薄芯片附着到灵活的塑料基材上。塑料条上的图案化互连和粘合垫用于连接各个芯片，焊料用于建立芯片与互连之间的电连接，填充胶用于减少每个芯片的应力。最终形成的长而薄的电路可以用包装和覆盖纤维围绕，以形成电子纺织品。
关键参数和要求 该研究中调查的可靠性关键指标包括柔性包装中胶粘剂和基材层的剪切负荷和弯曲应力。为了实验验证研究小组用于优化柔性包装的模拟技术，研究人员开发了一个简化版本的包装，包括使用胶粘剂将一个电子芯片安装到塑料基材上。这个电子芯片封装（EDOP）作为测试工具，用于评估包装方法在各种材料、尺寸和配置下的可靠性。实验结果可以与模拟结果进行比较，以确定模拟技术是否可以用于调整更复杂包装的设计。
结果：剪切负荷和弯曲测试 在研究的第一部分，研究人员重点关注了EDOP包装的胶粘剂层性能，测试了六种不同的胶粘剂，包括 Master Bond EP37-3FLF。他们对多个EDOP样品进行了剪切负荷和三点弯曲实验，每个样品由一个Kapton基材、一个硅芯片和一种正在测试的胶粘剂组成。对每种胶粘剂测试了多个EDOP样品，通过控制施胶量来改变每个样品的胶粘剂厚度。
为了进行剪切负荷和三点弯曲测试，建立了实验装置。对于剪切负荷测试，施加的力通过测试装置传递到硅芯片的一端（见图1）。力量逐渐增加直到发生断裂。对于弯曲测试，基材的两端被夹住，施加的力传递到基材的下侧（见图2）。同样，力量逐渐增加直到发生断裂。对于每项测试，记录了导致断裂的力值，以及每种胶粘剂类型和厚度。
在剪切负荷和弯曲测试中，Master Bond EP37-3FLF 表现最佳。使用 EP37-3FLF 的 EDOP 样品在整个厚度范围内所需的外部力量显著高于其他样品的断裂力量。对于 EP37-3FLF 样品，最佳厚度——即需要最大外部力量来破坏样品的厚度——为0.048-0.05毫米。
参考文献
- Li, Menglong，Tudor, John，Torah, Russel，Beeby, Steven. “功能性电子纺织品的翻转芯片柔性电子封装方法的应力分析与优化”，《IEEE 组件、包装与制造技术汇刊》，第8卷，第2期，2018年2月，第186-194页。
https://www.bihec.com/masterbond/EP37-3FLF/
