中文简体
Johtava hopeamuste on hiljainen työhevonen kasvavan tuotevalikoiman takana: RFID-antennit, kalvokytkimet, joustavat piirit, lääketieteelliset anturit, kosketuspaneelit ja aurinkosähkökiskot. Olipa käyttökohde mikä tahansa, musteen on tehtävä kolme asiaa kerralla – tulostettava puhtaasti, kovettuva erittäin johtavaksi kalvoksi ja pysyttävä vakaana hyllyssä kuukausia. Tämä yhdistelmä on vaikeampi saavuttaa kuin miltä se näyttää, ja suurin osa vaikeuksista piilee lisäainepakkauksessa eikä itse hopeassa.
Ldet Energy Technology on kehittänyt ionisia nesteitä ja funktionaalisia lisäaineita vuodesta 2009 lähtien. Tässä artikkelissa kerrotaan, mitä olemme oppineet siitä, missä ioniset nesteet todella auttavat hopeamusteen valmistajia, missä eivät, ja kuinka ne voidaan seuloa nopeasti kehitysohjelman puitteissa.
Mikä tekee johtavasta hopeamusteesta niin vaativan?
Tyypillinen silkkipainettava hopeamuste sisältää 60-85 painoprosenttia hopeaa, yleensä hiutaleina, palloina tai molempien sekoituksina. Kaikki muu on kantajajärjestelmä: liuotin, polymeerisideaine, dispergointiaine ja pienet määrät reologian modifioijia, adheesiota edistäviä aineita ja kovetusaineita. Hopea on tiheää, ja sillä kuormituksella hiukkaset haluavat laskeutua, ryhmitellä ja silloittua agglomeraatteiksi, jotka tukkivat silmät ja luovat resistiivisiä reittejä.
Sitten on lämpöbudjetti. Bulkkihopea sulaa lähellä 961 °C, ja mikronikokoiset hiutaleet tarvitsevat reilusti yli 150 °C johtavien kaulojen muodostamiseksi. Monet ihmisten eniten välittämistä substraateista – PET, polyimidi, paperi, termoplastinen polyuretaani – eivät kestä sellaista lämpöä pitkään. Siksi formuloijaa pyydetään toimittamaan bulkkimaista johtavuutta lämpötiloissa, joissa substraatti voi todella selviytyä.
Kolme ongelmaa, jotka ratkaisevat, toimiiko hopeamuste
Dispersio ja säilyvyys
Agglomeroituminen alkaa heti, kun hopea kohtaa ajoneuvon. Hyvä dispergointiaine adsorboituu metallipintaan, tarjoaa steerisen tai sähköstaattisen hylkimisen ja estää viskositeetin ajautumisen ylöspäin varastoinnin aikana. Kun dispersio on heikko, huomaat sen ensin sedimenttinä ja seulan tukkeutuneena ja myöhemmin resistiivisinä laikkuina kovettuneessa kalvossa.
Sintraus alhaisessa lämpötilassa
Johtavuus ilmenee vain, kun viereiset hiukkaset muodostavat metallisiltoja. Kaikki, mikä hidastaa tehokasta sintrauksen alkamista – jättämättä eristysjäännöksiä – on arvokasta. Tässä huolella valitut ioniset lisäaineet ansaitsevat paikkansa formulaatiossa.
Tarttuvuus ja alustan yhteensopivuus
Johtava kalvo, joka irtoaa teippitestauksen tai toistuvan taivutuksen aikana, on epäonnistunut kalvo. Tarttuminen riippuu musteen ja alustan välisestä pintaenergian yhteensopivuudesta ja siitä, kuinka sideaine ja lisäaineet käyttäytyvät kalvon kuivuessa.
Missä ioniset nesteet muuttavat yhtälön
Ioniset nesteet ovat suoloja, jotka pysyvät nestemäisinä alle 100 °C:ssa. Niillä on mitätön höyrynpaine, korkea lämpöstabiilius ja rakenne, joka voidaan virittää melkein molekyyli molekyyliltä. Hopeamusteen kehittäjille erottuu kolme käytännöllistä roolia: dispergointiapuaineet, jotka päällystävät hopeapinnan ja pitävät hiukkaset erillään, sintrausapuaineet, jotka edistävät hiukkasten välistä kaventumista alhaisemmissa lämpötiloissa, ja kostutus- tai johtavuuden modifiointiaineet, jotka säätelevät painetun kalvon käyttäytymistä.
Jos itse kemia on sinulle uutta, yleiskatsaus mitä ioniset nesteet ovat ja miten ne toimivat on hyödyllinen lähtökohta ennen ehdokkaiden seulonnan aloittamista.
Räätälöidyt ionisten nesteiden valmistajat 1-etyyli-3-metyyli-imidatsoliumbromidi Näytä tuote → Kationin ja anionin lukeminen kuin formulaattori
Melkein kaikki musteen kannalta tärkeät ionisen nesteen ominaisuudet – viskositeetti, hydrofiilisyys, lämpöstabiilisuus, sähkökemiallinen ikkuna – tulevat kationin pariliitosta anionin kanssa. Jommankumman vaihtaminen muuttaa koko lisäaineen. Käytännössä johtavissa formulaatioissa yleisimmin arvioituja kationiperheitä ovat:
- Imidatsoliumsuolat, mukaan lukien mono-, di- ja trisubstituoidut tyypit, joiden arvo on lämpöstabiilisuus ja viritettävä napaisuus
- Pyridinium- ja pyrrolidiniumsuolat, joilla on vahva sähkökemiallinen stabiilisuus
- Piperidinium- ja kvaternääriset ammoniumsuolat, joilla on alhainen viskositeetti ja käyttökelpoinen pinta-aktiivisuus
- Kvaternaariset fosfoniumsuolat vaativaan käsittelyyn korkeissa lämpötiloissa
- Hydroksyyli- ja eetterifunktionalisoidut kationit kostutukseen ja tarttuvuuden hallintaan
Anionipuolella halogenidit, tetrafluoriboraatti, heksafluorifosfaatti, triflaatti ja imidipohjaiset anionit kattavat suurimman osan hopeamusteen tarvitsemasta napaisuus- ja stabiilisuusalueesta. Kun formulaatio vaatii tietyn viskositeetin, kovettumisprofiilin tai kosteusherkkyyden, funktionalisoitu kationi - esimerkiksi hydroksyylipitoinen - on usein nopein reitti parempaan kostutukseen ja tarttumiseen muovialustoille.
Hydroksyyli-ionisten nesteiden valmistajat 1-hydroksietyyli-3-metyyli-imidatsolitetrafluoriboraatti Näytä tuote → Kehityksen aikana seurattavat suorituskyvyn vertailuarvot
Additiivinen seulonta nopeutuu paljon, kun mittaussuunnitelma korjataan ennen ensimmäistä koetta. Alla oleva taulukko heijastaa parametreja, jotka sovellustiimimme tarkistaa yhdessä asiakkaiden kanssa varhaisen vaiheen muotoilutöiden aikana.
| Parametri | Miksi sillä on merkitystä | Tyypillinen tarkistus |
|---|---|---|
| Reologia ja viskositeetin drift | Määrittää tulosteen tarkkuuden ja käyttöajan | Pyörivä tai kartiolevyreometria 7 päivän ajan |
| Sintraus alkaa | Asettaa alimman kovettumislämpötilan | Resistanssi vs. lämpötila ramppi |
| Levyn vastustuskyky | Suora sähköä johtavan suorituskyvyn mitta | Neljän pisteen anturi kovettumisen jälkeen |
| Tarttuminen | Ennustaa käsiteltävyyttä ja joustavuuden kestävyyttä | Nauhatesti ja taivutuskoe |
| Sedimentaatio | Osoittaa dispersion laadun ja säilyvyyden | Visuaalinen laskeutumis- ja uudelleendispersiotesti |
| Jäännös ja puhtaus | Estää eristäviä tai syövyttäviä jäämiä | Lämpöanalyysi ja halogenidipitoisuus |
Reologia ja painettavuus: unohdettu keskimaa
Hopeamusteet ovat leikkausohentavia nesteitä, ja tulostimet ovat riippuvaisia tästä käytöksestä: alhainen viskositeetti vetolastan tai suuttimen alla, nopea palautuminen strukturoiduksi kalvoksi välittömästi sen jälkeen. Sideaineverkostoa häiritsevät lisäaineet voivat pilata reunan määrittelyn. Polymeeriset ja oligomeeriset lisäaineet ovat yleensä hellävaraisempia, koska niiden suurempi molekyylitilavuus antaa sinun säätää virtausta muuttamatta jyrkästi nesteen napaisuutta.
Polymeeristen ionisten nesteiden valikoimamme on kehitetty juuri tästä syystä – antaaksemme formuloijille säädettäviä reologian modifioijia, jotka myös edistävät lämpöstabiilisuutta ja kestävää pintaaktiivisuutta sen sijaan, että ne siirtyisivät pois kalvosta ajan myötä.
Polymeeristen ionisten nesteiden valmistajat Poly(1-vinyyli-3-metyyli-imidatsoliumbis(trifluorimetyylisulfonyyli)imidisuola) Näytä tuote → Laboratorioerästä tuotantoerään
Lisäaine, joka toimii kauniisti 50 gramman laboratorionäytteessä, on hyödytöntä, jos kymmenes tuotantoerä käyttäytyy eri tavalla. Siksi pidämme prosessikurimme yksinkertaisena: kiinteät synteettiset reitit, kontrolloitu puhdistus ja täydellinen erädokumentaatio tuotantolaitoksestamme Deqingissa, Zhejiangissa.
Koska ioniset nesteet on koottu kationeista ja anioneista, mukautettu synteesi on normaalia pikemminkin kuin poikkeuksellista. Kerro meille tarvitsemasi viskositeetti, liukoisuus ja kovettumiskäyttäytyminen, niin ehdotamme rakenteita, jotka sopivat muuhun formulaatioosi sen sijaan, että pyytäisimme sinua muokkaamaan sitä uudelleen.
Staattinen ohjaus muuntamisessa ja käsittelyssä
Johtavat musteet ja staattinen sähkö sekoittuvat harvoin hyvin tuotannossa. Kuivaus, purkaminen ja halkaisu synnyttävät varauksen, joka vetää puoleensa pölyä, siirtää kohdistusta ja voi vahingoittaa herkkiä komponentteja alavirtaan. Kun painetut hopeakerrokset ovat osa laajempaa jalostusprosessia, valikoimamme on antistaattiset aineet polymeereille, kalvoille ja liima-aineille määritetään usein itse musteen rinnalle pitämään pinnan vastus hallitulla alueella.
Puhutaanpa hopeamusteprojektistasi
Alennatpa PET-yhteensopivan musteen kovettumislämpötilaa, tavoittelet parempaa tarttuvuutta polyimidiin tai yrität pidentää säilyvyyttä kuuden kuukauden kuluttua, oikea lisäaine on yleensä tietty rakenne eikä yleinen. Tiimimme tarkastaa järjestelmäsi, suosittelee ionisia nesteitä luettelostamme tai suunnittelee mukautetun rakenteen ja toimittaa näytteitä omia kokeitasi varten.
Lähetä meille tietosi, niin kerromme rehellisesti, ovatko ioniset nesteet oikea työkalu edessäsi olevaan ongelmaan.
