¿Qué es la Pasta de Plata?
La pasta de plata es un adhesivo conductor compuesto por partículas de plata dispersas en una resina. A diferencia de la soldadura, que requiere altas temperaturas, la pasta de plata puede sinterizarse a temperaturas más bajas, alrededor de 100°C, lo que minimiza los daños al material.
Se utiliza para conducir y fijar componentes electrónicos, como condensadores, al sustrato subyacente. Proporciona una conexión conductiva confiable y se aplica fácilmente mediante técnicas de impresión o dispensado.
Usos de la Pasta de Plata
La pasta de plata puede sinterizarse a bajas temperaturas y se utiliza mucho para placas de circuitos de dispositivos electrónicos, electrodos de pantallas y componentes piezoeléctricos. En los últimos años, ha aumentado la petición Las placas de cableado pueden fabricarse a un costo menor que laminando una lámina de cobre.
En las células solares sensibilizadas con colorantes, que están llamando la atención como la próxima generación de células solares, el cableado se procesa utilizando pasta de plata sobre vidrio para mejorar aún más la conductividad del vidrio conductor transparente.
Principio de la Pasta de Plata
La pasta de plata es un método para obtener conductividad utilizando una reacción de curado causada por el calentamiento de una resina para poner en contacto las partículas de plata contenidas.
1. Resina
La pasta de plata utiliza principalmente resina de base epoxi, y se han realizado estudios sobre la relación entre su estructura y propiedades, así como avances en el desarrollo de agentes de curado. La reacción de curado de las resinas epoxi ocurre mediante una polimerización entre la resina y el agente de curado, lo que resulta en la formación de una estructura tridimensional fuertemente unida.
Cuando se utilizan aminas como agentes de curado, la polimerización ocurre a través de la reacción entre las aminas y los grupos epoxi o entre los grupos amino e hidroxilo. Inicialmente, la mezcla tiene una consistencia líquida que se vuelve gelatinosa al calentarse. Con el tiempo, pasa a un estado gomoso y finalmente alcanza un estado vítreo.
El proceso de curado finaliza cuando se completa la transición al estado vítreo. La temperatura en la que ocurre esta transición se conoce como temperatura de transición vítrea.
2. Partículas de Plata
Como mecanismo conductor, las partículas de plata de tamaño micrométrico entran en contacto entre sí y la electricidad fluye a través de ellas. Para garantizar una buena conexión eléctrica entre las partículas, se suelen utilizar partículas de plata planas en forma de escamas en lugar de partículas esféricas.
Al calentarse, las partículas de plata se incorporan a los cambios estructurales moleculares tridimensionales de la resina epoxi. Al calentarse, todo el material se contrae al curarse, lo que permite que las partículas de plata entren en contacto entre sí y adquieran así conductividad. Además de las partículas de plata, también hay pastas de oro y níquel.
Tipos de Pasta de Plata
Existen numerosos tipos de resinas adhesivas y partículas conductoras disponibles para mezclar, y se han desarrollado y comercializado una amplia variedad de adhesivos conductores. Al elegir un adhesivo, es importante considerar su rendimiento, aplicación, costo y uso específico.
Entre las resinas utilizadas se encuentran las resinas epoxi, fenólicas, acrílicas, de uretano y de silicona. Para aplicaciones de conexión de componentes electrónicos, los sistemas epoxi de curado por reacción térmica son los más comunes.
Los adhesivos epoxi se destacan por su excelente capacidad de adhesión a los metales, alta resistencia al calor y baja contracción volumétrica durante el curado. Por otro lado, las partículas conductoras de plata son ampliamente utilizadas como agentes conductores. La plata es un material común en aplicaciones electrónicas debido a su conductividad estable, resistencia a la oxidación, estabilidad de almacenamiento y alta conductividad térmica.
Las partículas conductoras de plata pueden ser esféricas o en forma de escamas, y existen diferentes tipos según el tamaño de las partículas y la cantidad de plata en la mezcla, dependiendo de los requerimientos de rendimiento específicos.
Más Información sobre las Pastas de Plata
Conductividad Térmica de la Pasta de Plata
La conductividad térmica de la plata por sí sola es muy alta, de 429 W/mK, pero la resina utilizada es tan baja como 1 W/mK, por lo que la conductividad térmica global de las pastas de plata con base epoxi es de unos 30 – 50 W/mK. Para aumentar esta conductividad térmica, es necesario aumentar el contenido de partículas de plata. Sin embargo, esto reduce el contenido de resina, lo que provoca una disminución significativa de la fuerza adhesiva, y los costos de fabricación también son motivo de preocupación.
Además, si el tamaño medio de las partículas de plata es demasiado pequeño, surgirán problemas como la incapacidad de asegurar una vía de conducción térmica y la dificultad de sinterización si el tamaño medio de las partículas de plata es demasiado grande. Por ello, en los últimos años se han desarrollado pastas de plata de alta conductividad térmica mediante la introducción de nanopartículas de plata.
Esto se debe a que las nanopartículas de plata unen las partículas de plata entre sí, creando numerosas vías para la conducción del calor. Se han fabricado productos con una conductividad térmica de unos 240 W/mK.