在最近的一项研究发表在杂志上亚博网站下载,研究人员研究了不同的外部因素的影响,如应变、温度、磨损,洗涤和焊垫大小的电阻表面贴装电子设备(SMD)集成镀银Vectran (SCV)纱。
研究:电气性能的表面安装器件集成银涂层Vectran纱线。图片来源:Chokniti Khongchum / Shutterstock.com
获得E-yarn,气相再流焊方法用于集成SCV的纱智能纺织品为贴片电阻。他们发现E-yarn 68ΩSMD电阻和导电SCV线程演示的最高电阻和功率72.16Ω,0.29瓦特每长度0.31米,分别。同时,上述外部因素有显著影响电阻的SCV E-yarn。
银涂层Vectran(解放者®68Ω)(A),金属陶瓷电阻器SMD (B)。图片来源:Simegnaw, et al .,材料亚博网站下载
什么是SCV E-Yarn ?
Vectran纱是芳香的纤维纺polyester-based液晶聚合物通过缩聚4-hydroxybenzoic酸和6-hydroxynapthalene-2-carboxylic酸。一个镀银层纤维使其品种的电子应用程序作为一个智能纺织品。
智能纺织品是纺织与先进的修改,使他们感知和响应外界刺激。这些外部刺激主要是电子或光子。电子纱或E-yarn被用在医疗保健行业,娱乐,时尚,对身体沟通、安全监测、跟踪、体育活动和宇航服。
此外,微电子设备可以很容易地集成到这些智能纺织品织造,绣花,缝纫,混合焊接,2 d丝网印刷,3 d打印,在导电油墨的形式。此外,这些智能纺织品和微电子设备之间的机械连接器主要是螺栓连接按钮,套接字按钮,钩,和循环,带状电缆连接器,卷曲连接器、卷曲平装连接器、和快速按钮。然而,这些电子设备的大小不能大,否则他们会破坏面料。
smd的整合的解决方案,这是非常小,顺利将它们嵌入到任何织物面料没有任何明显的膨胀或加载。
关于这项研究
在这项研究中,研究人员编造了一个SCV E-yarn使用(我)一个SCV纱线有两薄层的银涂层导电,(ii) 68Ω金属陶瓷电阻器有1%的宽容,长度0.27毫米,0.04毫米焊金属端子板,(3)碳conducive-based锡膏。他们使用了温度控制的气相回流焊接的方法连接的金属终端垫的SMD SCV导电纱线的帮助下一个木制的橱柜,它紧紧地相拥在一起在焊接的过程中。
随后,标距长度的影响,压力,磨损,温度、洗涤、厚度和焊接板重叠在电阻测量和代数补充说,其次是总功率损耗的测量使用总散热计算方法。
台回流炉的顶部(A),回流炉的温度曲线(B)。图片来源:Simegnaw, et al .,材料亚博网站下载
观察
电阻增加线性增加夹紧计量长度以恒定速率单位长度2.802Ω/ m。同时,相关系数为0.994,积极调查表明一个重要的因素在电阻测量长度的影响。此外,相对电阻显示类似的循环应变的线性关系,相关系数为0.99,与应变达到0.05%时效果更重要。
此外,磨损的影响是非常重要的由于裂缝的形成,划痕,突出的纤维,外层金属层和破损的SCV的导电纱,这是明显的从光学显微镜观察。电阻的明显变化开始在150 - E-yarn磨损周期和225 - SCV磨损周期。随后,机械磨损的影响分别增加了240.9%和114.6%的SCV E-yarn SCV导电纱线,分别在800年,磨损周期。保护涂层的热塑性聚氨酯(TPU)或硅胶封装缓解这个问题。
温度对电阻的影响即有两个阶段。,温度低于50℃和温度在50℃到100℃之间。50℃,电阻增加非常缓慢,但在穿越这个临界温度,电阻迅速增加。SCV的电阻导电纱线之间的温度范围和E-yarn 50°C到100°C增加了47.49%和57.99%,分别。
SCV的电阻导电纱线和E-yarn每次洗涤周期增加了后级的6%和10%,分别在0到10的清洗周期。此外,由于形成无定形区域的微板连接器,E-yarn稍微增加的电阻焊垫时从1.588到2.125Ω重叠长度从0.5增加到5毫米。
测量length-dependent抵抗(四点夹紧装置)。图片来源:Simegnaw, et al .,材料亚博网站下载
结论
研究者们编造了一个SCV E-yarn设置使用气相再流焊方法集成一个SCV导电纱线和SMD金属陶瓷电阻器。
从所有测量,很明显,测量长度和电阻应变线性增加。此外,某些临界值后,磨损,温度和洗涤的循环次数突然显著影响电阻SCV E-yarn和SCV导电纱线。然而,焊板重叠长度的影响是次要的。研究表明涂层SCV E-yarn设置与TPU的保护涂层。
参考
Simegnaw,。,Malengier B。特,M。Rotich, G。范Langenhove, L。研究表面挂载设备的电气性能集成银涂层Vectran纱线。亚博网站下载2022年,272人。https://www.mdpi.com/1996-1944/15/1/272
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