気泡のない導電性ペースト完全ガイド

銀ペーストは、太陽電池、LEDパッケージング、半導体ダイアタッチ、印刷型センサーの根幹を支えています。
電流を確実に導通させ、きれいに印刷でき、緻密で低抵抗の薄膜へと焼結する必要があります。
そのような性能を実現するかどうかは、多くのプロセスエンジニアが予想する以上に、ペーストの混合方法に大きく依存します。

なぜ銀ペーストの混合はこれほど難しいのか

銀ペーストは、金属フレーク、ガラスフリット、有機バインダーという三相系であり、混合時に各相が互いに干渉・競合します。

• 沈降と層別化。
  銀フレークは密度が高く微細であるのに対し、有機バインダーは軽量です。
  放置されたままにすると、2つの成分は素早く分離し、これがペーストが保管中に沈殿する原因であり、また混合が不十分な場合にバッチの上層部に銀が不足した薄い層が残る原因でもある。
• 流動性のない高粘度。
  高固体分・溶剤フリーの配合は極めて粘稠である。
  従来の攪拌では、撹拌羽根付近の材料のみが動くため、容器壁面や角には滞留領域が生じ、バッチの一部は実質的に混合されない。
• 巻き込まれた空気。
  高速攪拌では空気が巻き込まれやすい。
  印刷工程まで残存する微小気泡は、空孔の発生、印刷輪郭の劣化、および焼結後の密着性低下を引き起こす。
• 酸化リスク。
  銀粉は長時間大気中にさらされると表面に酸化膜が形成され、焼結活性が抑制され、最終的な抵抗率が上昇する。

銀ペーストの3段階プロセス

フォトフォルトアイルの前面ペストや LEDのダイアアサッティングペストを 作る時も 同じ構造をたどります

ステージ1 プレミックス
銀粉,ガラスフライト,有機媒体を重量化し,粉を低速で混ぜ,細工を開始する前に乾燥した凝土を分解する.

ステージ2 混合と脱ガス
この段階ではペストの質が決定されます
材料は均質化しなければならない であり、 銀を酸化から保護するために,理想的には閉ざされたまたは惰性な大気の中で同時に脱ガスされます.

段階3 磨きと印刷
完全に脱ガスされたペストは一貫して流れ,端が鮮明で空隙がないプリントで,薄膜抵抗が低いより密度の高いフィルムにシンターされます.

惑星 型 遠心 器 は 銀 糊 を 製造 する ため の 適正 な 道具 で ある の は なぜ です か

惑星式遠心混合機は、上記の課題を同時に解決します。
カップは機械の軸を中心に公転し、さらに自身の軸を中心に自転することで、複合的な力場を生成します。

• 公転による遠心力 が材料を中心からカップ内壁へと押し出し、銀フレークの沈降を防ぎます。
• 自転によるせん断力 がアグロメレートを解砕し、フレーク表面を均一に濡らします。
• 真空脱気 （オプション）混合中に微小気泡を引き抜くため、ペーストを2工程ではなく1工程で気泡なしで得られます。

このプロセス全体は、ブレードを用いない方式です。
材料に接触するのはカップのみであり、銀ペーストのような高付加価値・高純度材料ではこれが極めて重要です。ブレードの摩耗や金属片の混入、ロット間のクロスコンタミネーションが一切発生しません。

TMV-310TTなどのモデルに採用されているデュアルカップ構造では、2種類の配合を同時に処理可能で、研究開発におけるペースト配合の試行錯誤時に大幅な時間短縮が実現できます。

ペースト配合設計者向け実用的なアドバイス

まずは小規模から始めましょう。
レシピの検証は、100～300 g規模の実験室用機器（TMV-310シリーズ）で行い、各配合ごとに回転速度、公転速度、真空度、混合時間を最適化して固定します。このシリーズはまさにこのような用途のために設計されています。
その後、試作および量産用に大型機へとスケールアップします。

SMIDA製品群全体（混合対象：1 g～100 kg以上、装置容量：150 g～100 kg以上）は、すべて同一の「プランetary遠心混合原理」と制御ロジックを採用しているため、実験室で最適化したパラメーターをそのまま量産機に適用できます。
業界で最も高価な定番の失敗——実験室ではうまくいくのに工場での量産で失敗する——を回避できます。

よくあるご質問

プランetary遠心混合機は、本当に銀ペーストの脱気を可能にするのでしょうか？

はい。
真空オプションを搭載した機種では、チャンバー内を0.2 kPaまで減圧し、同時に遠心力によって気泡を表面へと押し上げます。ほとんどのペーストは数分で完全に脱気されます。

混合工程で銀フレークが損傷することはありませんか？

ブレードなし遠心混合は、せん断力を穏やかかつ均一に加えるため、フレークの形状および粒度分布を維持できます。
これは極めて重要です。フレークが損傷すると、抵抗率が上昇し、焼結密度も低下します。

不活性雰囲気は必要ですか？

SMIDAの真空モデルは、カップを密閉した状態で運転可能であり、空気への暴露を最小限に抑えます。
酸化に極めて敏感なペーストの場合には、エンジニアと不活性ガス対応オプションについてご相談ください。お客様の用途に合わせた構成をご提案いたします。

どの容量が必要ですか？

バッチサイズに応じて容量を選定してください：研究開発用は150～310 g、パイロット用は700 g～4 kg、量産用は100 kg以上まで対応可能です。
お客様の目標バッチ重量およびサイクルタイムに基づき、最適な機種選定をサポートいたします。

結論から言うと

銀ペーストの品質は、混合工程の初期段階で決まります。
導電性ペースト専用のプランetaryミキサーは、均質化・脱泡・銀成分の保護を、密閉型・ブレードなしの単一工程で実現し、印刷および焼結プロセスに安定した原料を供給します。

ご使用のペーストのサンプルをSMIDAラボまでお送りください。
当社の混合・脱気プロセスにかけて、前後でのデータをご返送し、お客様のレシピに最適な機種および条件を無料でご提案いたします。