Что такое серебряная паста?

Что такое серебряная паста?

Серебряная паста — это проводящий клей, состоящий из частиц серебра, диспергированных в смоле.

Припой используется в качестве проводящего метода соединения, но при использовании припоя температура должна быть повышена почти до 250°C, и детали из смолы, которые должны быть соединены, вероятно, будут повреждены теплом.

С другой стороны, серебряную пасту можно спекать при температурах до 100°C, что сводит к минимуму повреждение материала. Ее часто используют для проведения и фиксации электронных компонентов, таких как конденсаторы, на подложке.

Применение серебряной пасты

Серебряная паста может спекаться при низких температурах и широко используется для печатных плат электронных устройств, электродов дисплеев и пьезоэлектрических компонентов. В последние годы спрос на гибкие печатные платы (гибкие печатные платы) растет, и серебряная паста используется для создания проводки на смоляной пленке. Этот тип платы можно изготовить с меньшими затратами, чем медная фольга, ламинированная вместе.

В сенсибилизированных красителем солнечных элементах, которые привлекают внимание как солнечные элементы следующего поколения, серебряная паста используется для создания проводов на прозрачном проводящем стекле с целью дальнейшего повышения проводимости проводящего стекла.

Принцип действия серебряной пасты

Серебряная паста — это метод получения проводимости путем приведения содержащихся в ней частиц серебра в контакт друг с другом с помощью реакции затвердевания, вызванной нагреванием смолы.

1. Смола

Эпоксидные смолы в основном используются для серебряной пасты, и была проанализирована связь между структурой и свойствами эпоксидных смол, а также были разработаны отвердители. Реакция отверждения эпоксидной смолы протекает путем реакции полимеризации между эпоксидной смолой и отвердителем, что позволяет создать прочную трехмерную связанную структуру.

Когда в качестве отвердителей используются амины, полимеризация протекает посредством реакции аминов с эпоксидными группами или аминогруппами с гидроксильными группами. Начальное жидкое состояние изменяется в гелеобразное состояние при нагревании, и через определенное время оно переходит в резиноподобное состояние и, наконец, в стеклообразное состояние.

Когда переход в стекло завершен, серия реакций отверждения заканчивается. Температура, при которой происходит переход в стекло, называется температурой стеклования.

2. Частицы серебра

В качестве проводящего механизма частицы серебра микрометрового размера контактируют друг с другом, чтобы проводить электричество. Чтобы обеспечить хорошее электрическое соединение между частицами, вместо сферических частиц обычно используются плоские чешуйчатые частицы серебра.

При нагревании частицы серебра включаются в трехмерные молекулярные структурные изменения эпоксидной смолы. При нагревании весь материал сжимается по мере отверждения, что позволяет частицам серебра контактировать друг с другом и таким образом приобретать проводимость. Помимо частиц серебра, также доступны золотая паста и никелевая паста.

Типы серебряной пасты

Существует множество типов смол, используемых в качестве клеев и проводящих частиц для смешивания, и на рынке разработано и продается большое разнообразие проводящих клеев. Необходимо сделать выбор с учетом производительности, применения, стоимости, использования и других факторов.

Используемые смолы включают эпоксидные, фенольные, акриловые, уретановые и силиконовые смолы. Для приложений соединения электронных компонентов наиболее распространены эпоксидные системы с термическим отверждением.

Эпоксидные клеи характеризуются превосходной прочностью сцепления с металлами, высокой термостойкостью и малой усадкой объема при отверждении. С другой стороны, серебряные проводящие частицы широко используются в качестве проводящих частиц. Серебро распространено в электронных материалах из-за его стабильной проводимости, устойчивости к окислению, хорошей стабильности при хранении и высокой теплопроводности.

Для серебряных проводящих частиц используются сферические или хлопьевидные частицы, и существуют различные типы в зависимости от размера частиц и количества серебра в смеси, в зависимости от производительности.

Другая информация о серебряной пасте

Теплопроводность серебряной пасты

Теплопроводность одного только серебра очень высока и составляет 429 Вт/мК, но используемая смола составляет всего 1 Вт/мК, поэтому общая теплопроводность эпоксидной серебряной пасты составляет около 30–50 Вт/мК. Чтобы увеличить эту теплопроводность, необходимо увеличить содержание частиц серебра. Однако количество содержания смолы соответственно уменьшается, что приводит к значительному снижению прочности сцепления, а стоимость производства также вызывает беспокойство.

Кроме того, если средний размер частиц серебра слишком мал, проблема путей теплопроводности не может быть обеспечена, а если средний размер частиц серебра слишком велик, спекание становится затруднительным. Поэтому в последние годы была разработана высокая теплопроводность серебряной пасты с наночастицами серебра.

Это связано с тем, что наночастицы серебра связывают частицы серебра вместе и создают множество путей для теплопроводности. В настоящее время доступны продукты с теплопроводностью около 240 Вт/мК.