2013. 8. 2. 08:30 Silver Paste
은 페이스트의 제조공정
은 페이스트의 제조
은 페이스트는 은분말이 충진제(filler)로 들어간 전도성 페이스트를 말합니다. 여기서의 전도성 페이스트는 전도성 인쇄잉크, 도료와 같은 코팅재료와 접착제와 같은 제품군을 칭합니다. 듀퐁에서 세계 최초로 제품을 개발하였으며, 20-30년 전까지만 해도 전세계 시장을 점유하고 있었습니다. 그러나 1955년 일본의 전기통신연구소에서 전도성 접착제와 도료를 개발하여 일본의 화학회사에 판매하는 것을 시발로 하여 제조업체들이 증가되었습니다. 은 페이스트 제조공정은 상기그림과 같습니다.
공정별로 보면, 원료입고 및 검사에서는 은분말 및 기타 재료에 대한 항목별 입고 검사가 이루어집니다. 그리고 다음 공정은 페이스트에 작업성을 부여하는 유기 결합제를 제조하는 것으로, 가온이 가능한 탱크에서 용제를 넣고 교반하면서 유기 고분자를 넣어 용해시켜 이루어집니다. 이 경우 고분자 각각의 특성에 따라서 고분자 변성이 일어나지 않는 공정 조건이 설정되어야 합니다. 또한 유기 결합제의 용해도가 각각 다르기 때문에 교반기의 형태 또한 용도에 맞도록 선택해야 합니다. 페이스트 제조에는 주로 고급 알콜계 용제를 사용하는데, 이러한 용제들은 유기결합제를 완벽하게 용해시킬 수 없기 때문에 미용해분 또는 팽윤된 결합제 제거 방법도 있어야 합니다. 그리고 혼련(믹싱) 공정에서는 무기물(은 분말 및 기타 무기물)과 유기 결합제가 균일하게 혼합 될 수 있도록 2개의 교반기 날개가 자전 공전하는 일명 Planetary mixer로 균일하게 혼합시킵니다. 페이스트의 점도 및 무기물의 사용되는 종류에 맞게 임펠러 형태를 선정하여 최적의 혼련 조건을 설정합니다. 그리고 밀링 공정이 있는데 이는 균일하게 혼합된 페이스트 내의 입자를 분산시키는 공정으로 ROLL의 압력과 롤간의 회전비를 이용하여 입자를 1차 입자까지 분산시키는 핵심 공정입니다. 페이스트의 점도 및 점성에 따라 동일한 조건하에서도 분산성 차이가 발생하므로 다양한 사전 실험을 통해서 그 제품에 맞는 밀링 조건을 설정해야 합니다. 이후에 균일하게 분산된 페이스트를 다시 한번 혼련한 후 필터 포장하여 출하하게 됩니다.
전도성 페이스트에 사용되고 있는 충전제를 보면, 고가형에는 금, 팔라듐 등이 이용되고 있으며, 저가형에는 탄소, 구리가 사용되고 있습니다. 그러나 가장 많이 사용되고 있는 것이 은 분말입니다.
전도성 페이스트의 종류는 저온형, 고온형 그리고 이방전도성 페이스트로 나눌 수 있습니다.
저온형 전도성 페이스트의 경우에는 충전제로 각종 금속, 금속산화물, 카본블랙, 흑연 등이, 결합제로서는 고분자 재료가 사용됩니다. 무용제형도 있지만, 통상 도포작업을 위해서 유동성을 유지해야 하므로 유기용제를 사용됩니다. 그리고 별도로 분산제 등 첨가제가 포함되는 경우도 많습니다.
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