Der umfassende Leitfaden für blasenfreie leitfähige Pasten

Silberpaste steht im Zentrum von Photovoltaik, LED-Verpackung, Halbleiter-Die-Attach sowie gedruckten Sensoren.
Sie muss den Strom zuverlässig leiten, sauber druckbar sein und zu einer dichten, widerstandsarmen Schicht sintern.
Dies hängt weit stärker von der Art der Paste-Mischung ab, als die meisten Prozessingenieure erwarten.

Warum Silberpaste so schwierig zu mischen ist

Silberpaste ist ein Dreiphasensystem – Metallflocken, Glasfritte und ein organisches Fahrzeug – und jede Phase behindert die anderen während des Mischens:

• Absinken und Schichtung.
  Silberflocken sind dicht und fein; das organische Fahrzeug ist leicht.
  Wenn sie sich selbst überlassen werden, trennen sich die beiden Komponenten schnell voneinander, weshalb Pasten bei der Lagerung sedimentieren und eine dünne, silberarme Schicht an der Oberfläche der Charge verbleibt, falls unzureichend gemischt wird.
• Hohe Viskosität ohne Fließvermögen.
  Hochfeste, lösemittelfreie Formulierungen sind äußerst zäh.
  Herkömmliches Rühren bewegt das Material in unmittelbarer Nähe des Rührblatts, hinterlässt jedoch stehende Zonen an der Wand und in den Ecken, sodass ein Teil der Charge niemals tatsächlich durchmischt wird.
• Eingeschlossene Luft.
  Schnelles Rühren saugt Luft an.
  Mikroblasen, die bis zum Druckvorgang bestehen bleiben, führen zu Hohlräumen, schlechter Druckdefinition und schwacher Haftung nach dem Sintern.
• Oxidationsrisiko.
  Silberpulver, das über längere Zeit Luft ausgesetzt ist, bildet eine Oberflächenoxid-Schicht, die die Sinteraktivität unterdrückt und den endgültigen spezifischen Widerstand erhöht.

Der dreistufige Silberpasten-Prozess

Eine robuste Silberpaste-Linie folgt dem gleichen Skelett, egal ob Sie eine Photovoltaik-Paste oder eine LED-Druckpaste herstellen:

Stufe 1 Vormischen.
Silberpulver, Glasfrit und organisches Trägermittel werden gewogen; vor der Verarbeitung mit geringer Geschwindigkeit vorgemischt, um das Pulver zu benetzen und trockene Agglomerate zu zerlegen.

Stufe 2 Mischen und Entgasen.
Dies ist die Stufe, die die Qualität der Paste bestimmt.
Das Material muss homogenisiert sein und gleichzeitig entgasst, idealerweise in einer geschlossenen oder inerten Atmosphäre, um das Silber vor der Oxidation zu schützen.

Stufe 3 Schleifen und Drucken.
Eine vollständig entgasene Paste fließt konstant, druckt mit scharfen Kanten und ohne Hohlräume und sintert zu einem dichteren Film mit geringerer Blechwiderstand.

Warum ein planetarischer Zentrifugalmischer das richtige Werkzeug für Silberpaste ist

Ein planetarischer Zentrifugalmischer löst alle oben genannten Probleme simultan.
Die Becher drehen sich um die Maschinenachse und rotieren gleichzeitig um ihre eigene Achse, wodurch ein kombiniertes Kraftfeld entsteht:

• Zentrifugalkraft durch die Revolution drückt das Material von der Mitte zur Becherwand und verhindert so das Absinken von Silberflocken.
• Scherung durch die Rotation an der Becherwand zerteilt Agglomerate und benetzt die Flockenoberflächen.
• Vakuumentgasung (optional) entfernt Mikroblasen während des Mischens, sodass die Paste in einem einzigen Schritt blasenfrei austritt statt in zwei Schritten.

Der gesamte Prozess erfolgt ohne Messer.
Nichts berührt das Material außer dem Becher – dies ist besonders wichtig bei hochwertigen, hochreinen Materialien wie Silberpaste: keine Messerverschleiß, kein metallisches Fremdmaterial, keine Kreuzkontamination zwischen Chargen.

Die Doppelbecherkonstruktion bei Modellen wie dem TMV-310TT ermöglicht zudem die gleichzeitige Verarbeitung zweier Formulierungen – ein echter Zeitsparer beim Entwickeln neuer Pasterezepturen in der Forschung und Entwicklung.

Praktische Ratschläge für Pastenformler

Beginnen Sie klein.
Validieren Sie Ihr Rezept auf einer 100300 g Labormaschine die TMV-310-Serie ist genau dafür entwickelt und verriegeln Sie die Umdrehungsgeschwindigkeit, Drehgeschwindigkeit, Vakuum und Mischzeit für jede Formulierung.
Erst dann wird es zu einer größeren Maschine für den Pilot- und die Produktion.

Da die gesamte SMIDA-Familie (1 g bis 100 kg + Mischgeräte 150 g bis 100 kg +) das gleiche planetare Zentrifugalmischprinzip und die gleiche Steuerlogik teilt, werden die Parameter, die Sie im Labor einfrieren, direkt an die Produktionsmaschinen übertragen.
Sie vermeiden das teuerste Klischee der Branche: Eine Formel, die auf der Bank funktioniert und auf dem Boden scheitert.

Häufig gestellte Fragen

Kann ein planetarischer Zentrifugalmischer wirklich Silberpaste entgasen?

- Ja, das ist es.
Mit der Vakuumoption zieht der Mischer die Kammer auf 0,2 kPa herunter, während die Zentrifugalkraft die Blasen an die Oberfläche treibt die meisten Pastenchargen werden innerhalb weniger Minuten vollständig entgasst.

Wird das Vermischen Silberflocken schädigen?

Das blattfreie Zentrifugalmischen führt zu einem sanften und gleichmäßigen Scheren, wodurch die Flachmorphologie und die Größenverteilung erhalten bleiben.
Das ist entscheidend: Beschädigte Flocken erhöhen den Widerstand und beeinträchtigen die Sinterdichte.

Brauche ich eine inerte Atmosphäre?

SMIDA-Vakuummodelle können mit verschlossenen Bechern betrieben werden, was die Luftbelastung begrenzt.
Für hoch oxidierungsempfindliche Pasten können wir die Konfiguration an unsere Ingenieure anpassen.

Welche Kapazität brauche ich?

Die Kapazität der Abgleichsspiele je Chargengröße: 150310 g für FuE, 700 g bis 4 kg für Pilot und bis zu 100 kg+ für Produktionsläufe.
Wir helfen Ihnen, die Maschine nach Ihrem Ziel-Batchgewicht und Ihrer Zykluszeit zu messen.

Der Schlusspunkt

Die Qualität der Silberpaste wird frühzeitig, in der Mischphase, bestimmt.
Ein leitfähiger Planetarischer Pastenmischer, der das Silber in einem geschlossenen, klingenfreien Schritt homogenisiert, entgasst und schützt, gibt Ihren Druck- und Sinterprozessen den konsistenten Rohstoff, den sie benötigen.

Senden Sie eine Probe Ihrer Paste an das SMIDA-Labor.
Wir führen sie durch unseren Misch- und Entgasungsprozess, liefern vorher-nachher-Daten zurück und empfehlen kostenlos das richtige Modell sowie die optimalen Parameter für Ihr Rezept.