Was ist eine leitfähige Paste?
Eine leitfähige Paste ist ein Gemisch aus Metallpartikeln (Füllstoff), organischen Substanzen (verschiedene Harze), Tensiden und Polymeren (Bindemittel).
Leitfähige Paste wird auf das zu verbindende Teil aufgetragen und wärmebehandelt, um es gleichzeitig mit der Verbindung leitfähig zu machen. Andere Methoden, um die Leitfähigkeit zu erhöhen, sind das Löten und das Kleben mit leitfähigem Klebeband, aber von leitfähigen Pasten erwartet man unter anderem Bleifreiheit, niedrige Temperaturen, Wärmebeständigkeit und geringes Gewicht.
Vor allem in den letzten Jahren hat es bemerkenswerte Innovationen in der Niedertemperaturtechnologie gegeben, und die Anwendungen im Halbleiterbereich florieren. Im Gegensatz zur Schmelztemperatur von Lötzinn, die bei ca. 183 °C (217 °C bei Bleifrei) liegt, werden in Leitfähigen Pasten nun Materialien mit einer Verarbeitungstemperatur von weniger als 100°C praktisch eingesetzt. Ein weiteres Merkmal leitfähiger Pasten ist, dass sie flexibler sind als das Kleben mit Lot.
Leitfähige Pasten werden sowohl in der Praxis als auch in wissenschaftlichen Experimenten eingesetzt, da sie bei niedrigen Temperaturen leicht verfügbar sind. Wenn z. B. eine Leitfähigkeit zwischen der Probenbasis und der Probe erforderlich ist, wie bei der Rastertunnelmikroskopie (STM), kann leitfähige Paste aufgetragen werden, um eine Verbindung ohne übermäßige Wärmezufuhr zur Probe zu ermöglichen.
Anwendungen von leitfähiger Paste
Leitfähige Paste wird hauptsächlich als leitfähiger Klebstoff für elektronische Geräte in Smartphones und PCs verwendet. Sie wird auch häufig in wissenschaftlichen Experimenten verwendet.
Da elektronische Geräte immer kleiner und leichter werden, sind niedrigere Temperaturen für die leitfähige Verklebung für die Halbleiterindustrie zu einem wichtigen Thema geworden. Neben der Tatsache, dass Leitfähige Paste bleifrei ist, ist dies ein weiterer Grund, warum das Kleben bei niedrigen Temperaturen mit Leitfähiger Paste im Mittelpunkt des Interesses steht.
Leitfähige Pasten werden auch für Fahrzeugmodule wie Fahrtenschreiber verwendet, bei denen die ausgezeichnete Wärmebeständigkeit der Leitpaste eine Verschlechterung der Produktqualität auch in tagsüber heißen Fahrzeugen verhindern soll.
Funktionsweise der leitfähigen Pasten
Leitfähige Pasten werden durch Dispergieren von Metallnanopartikeln mit hoher Leitfähigkeit in einem organischen Material und Aushärten des Harzes hergestellt, um die Leitfähigkeit zwischen verbundenen Objekten zu gewährleisten. Die am häufigsten in leitfähige Pasten gemischten Metallpartikel sind Ag (Silber), das eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist.
Wenn Silberpartikel in leitfähigen Pasten verwendet werden, spricht man von Silberpasten. Andere Metalle sind Ni (Nickel), Au (Gold), Cu (Kupfer) und C (Kohlenstoff).
Andererseits gibt es eine Vielzahl von organischen Substanzen und Polymeren, die je nach Anwendung und Hersteller in leitfähige Pasten gemischt werden können. Beispiele sind Epoxidharze, Phenolharze, Acrylharze, Urethanharze und Silikonharze.
Metallische Nanopartikel und organische Materialien werden als Gegenmaßnahme gegen die Agglomeration gemischt, aber die Kombination der zu mischenden organischen Materialien und Polymere kann die Stabilität, die Wärmebeständigkeit und andere Eigenschaften der Leitfähigen Pasten erheblich verändern.
Auswahl einer geeigneten leitfähigen Paste
Leitfähige Pasten haben niedrige Verarbeitungstemperaturen und können nicht dort verwendet werden, wo sie auf hohe Temperaturen erhitzt werden. Einige Produkte weisen jedoch eine hohe Temperaturbeständigkeit und eine geringe Entgasung auf, so dass es wichtig ist, die Art der leitfähigen Paste entsprechend der Anwendung auszuwählen.
Ein weiteres Merkmal leitfähiger Pasten ist, dass sie, wenn sie nicht wärmebehandelt sind, mit einer organischen Substanz beschichtet sind und daher nicht leitfähig sind. Einige Typen können durch einfaches Trocknen ohne Wärmebehandlung verwendet werden, da das Harz aushärtet. Beachten Sie, dass die Verarbeitbarkeit, die langfristige Lagerstabilität, die Aushärtungsbedingungen, die Klebkraft und die Beständigkeit gegen Feuchtigkeit und Hitze je nach Art des verwendeten Bindemittels unterschiedlich sind.
Es wird empfohlen, leitfähige Pasten mit einem Bindemittel zu verwenden, das für die zu leitende Fläche geeignet ist. Sie sollten die Gebrauchsanweisung der von Ihnen verwendeten Leitfähigen Pasten prüfen, da einige von ihnen zur Lagerung gekühlt werden müssen und andere bei längerer Lagerung aushärten und unbrauchbar werden können.