Электронное измельчение толстопленочных и проводящих паст: руководство по точному диспергированию.
В производстве электроники надежность устройств определяется использованием толстопленочных паст, включая проводящие составы на основе серебра, меди и углерода, суспензии электродов MLCC и диэлектрические материалы LTCC.
В основе этих паст лежат тщательно разработанные проводящие порошки (микронные хлопья, сферические микропорошки или наночастицы), суспендированные в связующих веществах на основе этилцеллюлозы, терпинеола или стеклянной фритты.
Для получения четких краев линий, нанесенных методом трафаретной печати (менее 30 микрон), гладкой топографии поверхности и минимального электрического сопротивления листа требуется полное удаление примесей без повреждения тонкой морфологии чешуек.
Компания SMIDA производит высокоточные трехвалковые мельницы, оснащенные валками из высокочистой циркониевой керамики и микрорегулируемыми зазорами, специально оптимизированными для производства электроники в чистых помещениях.
Обработка электронных паст сопряжена с двумя основными рисками: металлическим загрязнением и разрушением частиц под воздействием механических воздействий.
Обычные ролики из закаленной стали могут выщелачивать микроскопические частицы железа, никеля или хрома в суспензию, образуя проводящие мостики в изоляционных слоях или вызывая непредсказуемое изменение удельного сопротивления.
Кроме того, чрезмерное воздействие при шлифовании может превратить тонкие серебряные хлопья в неровную пыль, разрушая пути фильтрации и повышая электрическое сопротивление.
В данной технической статье объясняется, как трехвалковая керамическая мельница обеспечивает чисто ламинарный сдвиг для диспергирования проводящих паст без загрязнения или повреждения структуры.
Фрезерование без загрязнения с использованием циркониевых керамических роликов
В толстопленочной микроэлектронике следовые количества металлических примесей, измеряемые в частях на миллион, могут ухудшить напряжение пробоя диэлектрика и вызвать электрохимическую миграцию.
Компания SMIDA оснащает трехвалковые мельницы электронного класса керамическими валками из стабилизированного иттрием диоксида циркония (Y-TZP), изготовленными методом изостатического прессования.
Диоксид циркония химически инертен и не содержит железа, кобальта или никеля, что полностью исключает ионное загрязнение в процессе измельчения.
Взаимодополняющие полимерные торцевые пластины (контрольные доски) и высокоэффективные композитные скребковые ножи обеспечивают контакт токопроводящих суспензий только с неметаллическими инертными материалами по всей длине пути.
Сохранение соотношения сторон проводящих чешуек и перколяции
Высокая электропроводность обусловлена перколяционной сетью, образующейся за счет перекрывающихся чешуек серебра после термической обработки или обжига.
Если хлопья измельчаются до округлых или трещиноватых частиц, количество точек контакта между частицами уменьшается, что приводит к резкому увеличению электрического сопротивления.
В отличие от шаровых мельниц, которые измельчают частицы случайными сжимающими ударами, трехвалковая мельница создает чисто ламинарный гидродинамический сдвиг.
Сдвиг жидкости мягко раздвигает запутанные скопления чешуек, смачивая каждую отдельную чешуйку органической смолой, при этом сохраняя целостность их пластинчатой структуры с высоким соотношением сторон.
Точная тонкость по Хегману и реологическая однородность
Для нанесения сверхтонких проводящих дорожек методом трафаретной печати (толщиной до 20–30 мкм) необходимо, чтобы 100% частиц имели размер менее 5 мкм (по шкале Хегмана 8 или выше).
Любые крупные частицы, образующие скопления, забивают сетку из нержавеющей стали, вызывая обрыв дорожек и дорогостоящий брак печатных плат.
Трехвалковые мельницы SMIDA обеспечивают калибровку зазоров на микрометровом уровне по всей поверхности валков, гарантируя равномерную толщину пленки и повторяемую деагломерацию за один проход.
Полученная паста обладает идеальной псевдопластичной тиксотропией: низкая вязкость при сдвиге ракелем обеспечивает четкое отделение отпечатка, а затем быстрое восстановление формы предотвращает растекание следов.
Технические характеристики процесса обработки электронной пасты
Электронное приложение | Функциональный тип наполнителя | Основной показатель качества | Рекомендуемая конфигурация SMIDA |
Передняя решетка солнечной батареи, серебряная паста | Субмикронный порошок серебра и стеклянная фритта | Контактное сопротивление и соотношение сторон пальца | Валики из циркониевой керамики, полимерное лезвие |
Внутренний электрод MLCC | Субмикронный проводящий порошок Ni/Cu | Непрерывность тонкого слоя без микропор | Керамические ролики, калибровка микрозазора |
Чернила для мембранных переключателей Ag | Хлопьевидное серебро и термопластичная смола | Гибкость и низкое сопротивление листового материала. | Прецизионные ролики из сплавов или диоксида циркония |
Металлизация LTCC/HTCC | Огнеупорные металлы и неорганические связующие | Плотность высокотемпературного спекания | Износостойкие керамические цилиндры из диоксида циркония |
Паста для крепления полупроводниковых кристаллов | Хлопья серебра и эпоксидная полимерная основа | Теплопроводность и отсутствие пустот | Измельчение в замкнутом цикле + дегазация при давлении 0,2 кПа |
Часто задаваемые вопросы
Почему одной лишь тонкости по Хегману недостаточно для электронных паст?
Прибор Хегмана позволяет проверить отсутствие крупных скоплений частиц, но он не может обнаружить захваченные микроскопические пузырьки воздуха или следы ионного загрязнения.
Для производства толстопленочной электроники необходимо проверять тонкость по Хегману, удельное сопротивление и отсутствие пустот после центробежной вакуумной деаэрации.
Как следует обращаться с токопроводящими пастами после трехвалковой прокатки?
В процессе измельчения неизбежно происходит попадание окружающего воздуха в пастообразную пленку, поскольку она расслаивается на открытых валках.
Перед загрузкой пасты в дозирующие шприцы или печатные емкости всегда завершайте обработку партии в планетарном центробежном вакуумном смесителе SMIDA при давлении 0,2 кПа для удаления микропузырьков.
Повысьте качество термопасты для электронных сигарет с помощью SMIDA.
Компания SMIDA объединяет более чем 16-летний опыт производства с сертифицированным по стандарту ISO 9001 производственным комплексом площадью 6800 квадратных метров в Шэньчжэне, выпускающим смесительное и измельчающее оборудование с маркировкой CE.
Наши трехвалковые циркониевые мельницы, готовые к использованию в чистых помещениях, обеспечивают надежное и воспроизводимое диспергирование для ведущих производителей электроники, полупроводников и солнечной энергии.
Свяжитесь с нашей инженерной командой в Шэньчжэне, чтобы организовать пробное измельчение ваших составов токопроводящей пасты.
