Kompletny przewodnik po przewodzących pastach bez pęcherzyków

Pasta srebrna znajduje się w centrum fotowoltaiki, pakowania LED, przyklejania krzemowych układów scalonych oraz czujników drukowanych.
Musi niezawodnie przewodzić prąd, czysto się drukować oraz spiekać w gęstą warstwę o niskim oporze.
Osiągnięcie tego zależy znacznie bardziej od sposobu mieszania pasty, niż większość inżynierów procesowych zakłada.

Dlaczego pasta srebrna jest tak trudna w mieszaniu

Pasta srebrna to układ trójfazowy — płatki metalu, szkło mielone oraz organiczny nośnik — a każda z faz przeciwdziała pozostałym podczas mieszania:

• Osadzanie się i warstwowanie.
  Płatki srebra są gęste i drobne; organiczny nośnik jest lekki.
  Zostawione same sobie, oba składniki szybko się rozdzielają, dlatego pasta osadza się podczas przechowywania, a niewłaściwe mieszanie powoduje powstanie cienkiej warstwy ubogiej w srebro na powierzchni partii.
• Wysoka lepkość bez przepływu.
  Formulacje o wysokiej zawartości stałej i bezrozpuszczalnikowe są niezwykle gęste.
  Konwencjonalne mieszanie przesuwa materiał w pobliżu łopatki, ale pozostawia strefy martwe przy ściankach i w narożnikach, więc część partii w rzeczywistości nigdy nie ulega wymieszaniu.
• Powietrze wchwycone w masie.
  Szybkie mieszanie zasysa powietrze.
  Mikrobanie, które przetrwają do etapu drukowania, powodują puste przestrzenie, słabe wyraźność druku oraz słabą przyczepność po spiekaniu.
• Ryzyko utlenienia.
  Proszek srebrny wystawiony na działanie powietrza przez dłuższy czas tworzy na swojej powierzchni tlenek, który hamuje aktywność spiekania i zwiększa końcową rezystywność.

Trzystopniowy proces pasty srebrnej

Solidna linia pasty srebrnej podąża za tym samym szkieletem niezależnie od tego, czy produkuje się pastę do przedniej strony ogniw fotowoltaicznych, czy pastę do przyklejania kryształków LED:

Etat 1 — Wstępnego mieszania.
Zważ proszek srebrny, szkło mielone i organiczny nośnik; wymieszaj wstępnie przy niskiej prędkości, aby zwilżyć proszek i rozbić suche aglomeraty przed rozpoczęciem jakiegokolwiek dokładnego przetwarzania.

Etat 2 — Mieszania i odpowietrzania.
To właśnie ten etat decyduje o jakości pasty.
Materiał musi zostać zhomogenizowany i i jednocześnie odpowietrzony, najlepiej w zamkniętej lub obojętnej atmosferze, aby chronić srebro przed utlenianiem.

Etat 3 — Młoczenia i drukowania.
Pełnie odpowietrzona pasta płynie jednolicie, nadaje się do drukowania z wyraźnymi krawędziami i bez pustych przestrzeni oraz spieka się w gęstszy warstwę o niższym oporze powierzchniowym.

Dlaczego mieszarka planetarno-centryfugalna to odpowiednie narzędzie do produkcji pasty srebrnej

Planetarna mieszarka odśrodkowa atakuje wszystkie problemy jednocześnie.
Puchary obracają się wokół osi maszyny i obracają się wokół własnej osi, tworząc połączone pole siłowe:

• Siła odśrodkowa od rewolucji wymusza materiał z środka do ściany kubka, zapobiegając osadzaniu się płatków srebra.
• Ścieranie z obrotu w ścianie kubka rozbija się aglomeracje i mokro obniża powierzchnie płatków.
• Odparowywanie w próżni (opcjonalnie) wyciąga mikroburki podczas mieszania, więc pasta wychodzi bez bąbelków w jednym etapie zamiast dwóch.

Cały proces jest bez ostrza.
Nic nie dotyka materiału, oprócz kubka, co ma ogromne znaczenie dla materiału o wysokiej wartości i czystości, jak pasta srebrna: nie zużywa się ostrza, nie pozostawia złomu, nie zanieczyszcza się między partiami.

Wzornictwo podwójnej filiżanki w modelach takich jak TMV-310TT pozwala również na przetwarzanie dwóch preparatów naraz - prawdziwy oszczędzacz czasu podczas iteracji na recepturach pasty w R&D.

Praktyczne wskazówki dla formułowców past

Zacznij od małych ilości.
Zweryfikuj swoją recepturę na laboratoryjnej maszynie o pojemności 100–300 g — seria TMV-310 została zaprojektowana właśnie do tego celu — i ustal ostatecznie prędkość obrotową, prędkość obwodową, poziom próżni oraz czas mieszania dla każdej receptury.
Dopiero wtedy przejdź do skalowania w górę, korzystając z większej maszyny do prób w skali półprodukcyjnej i produkcji.

Ponieważ cała rodzina urządzeń SMIDA (mieszanie od 1 g do ponad 100 kg, urządzenia od 150 g do 100 kg+) oparta jest na tej samej zasadzie mieszania planetarno-centryfugalnego oraz tej samej logice sterowania, parametry ustalone w laboratorium można bezpośrednio przenieść na maszyny produkcyjne.
Unikasz najdroższego klișé branżowego: receptury działającej w warunkach laboratoryjnych, ale zawodzącej w warunkach fabrycznych.

Często zadawane pytania

Czy mieszarka planetarno-centryfugalna rzeczywiście potrafi odgazować pastę srebrną?

- Tak, to jest...
W wersji z opcją próżniową mieszarka obniża ciśnienie w komorze do 0,2 kPa, podczas gdy siła odśrodkowa przesuwa pęcherzyki do powierzchni — większość partii pasty jest w pełni odgazowana w ciągu kilku minut.

Czy mieszanie uszkodzi płatki srebra?

Bezłopatkowe mieszanie odśrodkowe stosuje delikatne i jednorodne naprężenie ścinające, dzięki czemu zachowana jest morfologia płatków oraz ich rozkład wielkości.
Jest to kluczowe: uszkodzone płatki zwiększają opór elektryczny i pogarszają gęstość spiekania.

Czy potrzebuję atmosfery obojętnej?

Modele próżniowe SMIDA można eksploatować przy zamkniętych pojemnikach, co ogranicza narażenie na powietrze.
W przypadku past szczególnie wrażliwych na utlenianie należy omówić z naszymi inżynierami opcje użycia gazu obojętnego — możemy dopasować konfigurację do Państwa potrzeb.

Jaka pojemność jest potrzebna?

Dobierz pojemność do wielkości partii: 150–310 g dla badań i rozwoju, 700 g do 4 kg dla etapu pilotażowego oraz do 100 kg i więcej dla produkcji seryjnej.
Pomoc w doborze odpowiedniego urządzenia zapewniamy na podstawie docelowej masy partii oraz czasu cyklu.

Podsumowanie

Jakość pasty srebrnej jest określana już na wczesnym etapie – w fazie mieszania.
Planetarny mieszacz past przewodzących, który w jednym zamkniętym, bezłopatkowym cyklu zapewnia jednorodne wymieszanie, odgazowanie oraz ochronę srebra, dostarcza procesom drukowania i spiekania stabilnego i spójnego surowca.

Wyślij próbkę swojej pasty do laboratorium SMIDA.
Przeprowadzimy ją przez nasz proces mieszania i odgazowywania, prześlemy dane przed i po oraz zalecimy odpowiedni model i parametry dla Twojego przepisu — bezpłatnie.