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Edelmetallpulver und -präparate

74 bytes added, 09:01, 11 January 2023
Leitlacke und -klebstoffe
Zwischenräume zwischen den Partikeln niedrig, verglichen mit der Dichte
erschmolzener Edelmetalle. Sie variiert in einem weiten Bereich von ca.
3 0,5 - 6 g/cm<sup>3</sup>, abhängig von der Morphologie der Partikel und ihrer Neigung zur
Agglomeratbildung. Edelmetallpulver lassen sich pressen und sintern; ein
gewisser Porenanteil bleibt jedoch erhalten.
<figure id="fig:Different shapes of silver powders">
[[File:Different shapes of silver powders.jpg|right|thumb|Figure 1: Verschiedene Formen von Silber-Pulvern a) kugelig; b) abgerundete Kristallagglomerate]]
</figure>
<caption>'''<!--Table 8.1:-->verschiedene Typen von Silber-Pulvern'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th><p class="s6">Powder typePulvertyp</p></th><th><p class="s6">GE</p></th><th><p class="s6">GN1</p></th><th><p class="s7">ES</p></th><th><p class="s6">V</p></th></tr><tr><td><p class="s6">Manufacturing Herstellung Process</p></td><td><p class="s6">chemicalchem.</p></td><td><p class="s6">chemicalchem.</p></td><td><p class="s7">electrolyticelektrolytisch</p></td><td><p class="s6">atomizedverdüst</p></td></tr><tr><td><p class="s6">Particle shapeKornform</p></td><td><p class="s6">agglomeratedagglomeriert</p></td><td><p class="s6">agglomeratedagglomeriert</p></td><td><p class="s7">dentriticdendritisch</p></td><td><p class="s6">sphericalkugelig</p></td></tr><tr><td><p class="s6">AvgMittl. particle diameterKorndurchmesser</p><p class="s6">(median) [µm]</p></td><td><p class="s6">10 - 15</p></td><td><p class="s6">20 - 40</p></td><td><p class="s7">-</p></td><td><p class="s6">32 - 60</p></td></tr><tr><td><p class="s6">Medium particle sizeMittl. Korndurchmesser</p><p class="s6">(FSS - Fisher Sub Sieve Size) [µm]</p></td><td><p class="s6">-</p></td><td><p class="s6">-</p></td><td><p class="s7">4.0 - 6.0</p></td><td><p class="s6">-</p></td></tr><tr><td><p class="s6">Tap densityKlopfdichte nach </p><p class="s6">(DIN/ISO 3953) [g/cm<sup>3</sup>]</p></td><td><p class="s6">0.7 - 1.1</p></td><td><p class="s6">2.0 - 2.5</p></td><td><p class="s7">2.0 - 3.0</p></td><td><p class="s6">4.0 - 6.7</p></td></tr><tr><td><p class="s6">Specific surface areaSpez. Oberfläche </p><p class="s6">(nach B.E.T.) [m<sup>2</sup>/g]</p></td><td><p class="s6">0.5 - 0.9</p></td><td><p class="s6">-</p></td><td><p class="s7">-</p></td><td><p class="s6">-</p></td></tr></table>
</figtable>
==Edelmetallpräparate==
<figure id="fig:Solar cell with print pattern of ARGONOR N920">[[File:Solar cell with print pattern of ARGONOR N920.jpg|right|thumb|Figure 2: Solarzelle bedruckt mit Argonor N920]]</figure>
Während früher Glas, Porzellan und Keramik vor allem für dekorative Zwecke mit Gold
oder Platin überzogen wurden, dienen Edelmetalle bereits seit Jahren in weit größerem
Die in flüssiger oder pastenartiger Form vorliegenden Einbrennpräparate haben in der
Elektrotechnik und Elektronik, insbesondere in der Dickschichttechnik ein breites
Anwendungsfeld gefunden (<xr id="tab:Liquid Silver Preparations for Firing Application (ARGONOR)"/><!--(Table 8.2)-->). Als edelmetallhaltiger Füllstoff wird wegen seiner
hohen elektrischen Leitfähigkeit meist Silber eingesetzt. Nach dem Einbrennen, das in
oxidierender Atmosphäre bei Temperaturen zwischen 400°C bis 850°C erfolgt, entsteht
eine festhaftende, hochleitende Schicht.
Bei der Verarbeitung im Siebdruckverfahren können beliebige Leiterbahnen aufgebracht
werden (<xr id="fig:Solar cell with print pattern of ARGONOR N920"/><!--(Fig. 8.2)-->). Auf diese Weise entstehen Strompfade mit guten elektrischen
Eigenschaften und hoher Temperaturbeständigkeit.
<figure id="fig:Solar cell with print pattern of ARGONOR N920">
[[File:Solar cell with print pattern of ARGONOR N920.jpg|right|thumb|Solar cell with print pattern of ARGONOR N920]]
</figure>
<figtable id="tab:Liquid Silver Preparations for Firing Application (ARGONOR)">
<caption>'''<!--Table 8.2:-->Flüssige Silber-Präparate zum Einbrennen (ARGONOR)'''</caption>
<table class="twocolortable" style="width:80%">
<tr><th><p class="s6">PreparationPräparat</p></th><th><p class="s6">Substrate</p><p class="s6">Material</p></th><th><p class="s6">Application byVerarbeitung</p></th><th><p class="s6">Firing Temperature Einbrenntemperatur [°C]</p></th><th><p class="s6">PropertiesEigenschaften</p></th><th><p class="s6">Silver Content Silbergehalt<br />[wtMassen-%]</p></th></tr><tr><td><p class="s6">Argonor N92</p></td><td><p class="s6">glassGlas, ceramicsKeramik</p></td><td><p class="s6">paint brush, spray gunPinsel Spritzpistole</p></td><td><p class="s6">530 - 650</p></td><td><p class="s6">ViscosityViskosität</p><p class="s6">500 – 1.000 mPa·s, good solderabilitygute Lötbarkeit</p></td><td><p class="s6">65</p></td></tr><tr><td><p class="s6">Argonor</p></td><td><p class="s6">glassGlas,</p><p class="s6">ceramicsKeramik</p></td><td><p class="s6">screen</p><p class="s6">printingSiebdruck</p></td><td><p class="s6">530 - 650</p></td><td><p class="s6">ViscosityViskosität</p><p class="s6">10 – 15.000 mPa·s, good solderabilitygute Lötbarkeit</p></td><td><p class="s6">65</p></td></tr></table>
</figtable>
<figure id="fig:Flexible keyboard contact pattern printed with AUROMAL 170">[[File:Flexible keyboard contact pattern printed with AUROMAL 170.jpg|right|thumb|Figure 3: Folientastatur mit AUROMAL170 bedruckt]]</figure> == Conductive Paints and Adhesives=Leitlacke und -klebstoffe===
Conductive paints are precious metal preparations Leitlacke sind i. allg. Edelmetallpräparate in liquid or paste formflüssiger oder pastenartiger Form. They contain the metal filler materialSie enthalten den metallischen Füllstoff, fine silver particles as conductive pigments mostly in flake formfeinkörniges Silberpulver als leitfähigePigmente mit teilweise plättchenförmiger Struktur, a paint compound on artificial resin basis, and an organic solvent eine Lackkomponente aufKunstharzbasis und ein organisches Lösungsmittel (<xr id="tab:Silver Paints, Conductive Pastes, and Conductive Adhesives"/><!--(Table 8.3)-->). The solvent evaporates during drying in air or by aging at slightly elevated temperaturesBeim Trocknenan Luft oder Altern bei leicht erhöhten Temperaturen verdunstet das Lösungsmittel. This allows the silver particles to connect metallically and form conductive paths Dadurch kommt es zur metallischen Berührung der Pulverteilchen,welche so die Stromleitung ermöglichen (<xr id="fig:Flexible keyboard contact pattern printed with AUROMAL 170"/><!--(Fig. 8.3)-->). Leitklebstoffe werden vor allem zum wärmearmen Fügen metallischer Teileeingesetzt.Als Klebstoffe eignen sich hochpolymere, organische Substanzen wie Epoxidharze oder Mischpolymerisate. Durch Beimengung von Füllstoffen,z.B. in Form von plättchenförmigem Silberpulver (70 - 80 Massen-% Ag),werden sie elektrisch leitend. Silber-Leitklebstoffe kommen sowohl als Einkomponenten-als auch als Zweikomponentenkleber zum Einsatz. Beide Klebstofftypenhärten ohne Einwirkung von Druck aus.<br style="clear:both;"/>
Conductive adhesives are used mostly for mechanical bonding with low thermal impact. As the adhesive components high-polymer organic substances such as epoxy resins and mixed polymers are mostly used. They are made electrically filler materials such as flake shaped silver powders (70 – 80 wt%). Silver based conductive adhesives are available as single or two component adhesive systems. Both types are hardening without the application of pressure.
<figtable id="tab:Silver Paints, Conductive Pastes, and Conductive Adhesives">
<caption>'''<!--Table 8.3:-->Silver PaintsSilber-Leitlacke, Conductive Pastes, and Conductive Adhesives-Leitpasten und -Leitklebstoffe'''</caption>
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Preparation Präparat !Substrate<br />MaterialTrägermaterial!Application byVerarbeitung!DryingTrocknung<br />[°C]!PropertiesEigenschaften!Usage AmountVerbrauch<br />[g/100 cm<sup>2</sup>]!Area ResistanceFlächenwiderstand<br />[Ω/m<sup>2</sup>]
|-
|AROMAL 38
|glassGlas, plasticsKunststoff|sprayingSpritzen, immersionTauchen,<br />paint brushPinsel
|RT,<br />30 min<br />100°C
|hard well conductingHarte, gut leitende Silberschicht<br />Ag layer for broad applicationsmit breitem Einsatzgebiet
|0.5 - 2
|< 0.1
|-
|AROMAL 50
|glassGlas, waxWachs, plasticsKunststoff|sprayingSpritzen, immersionTauchen,<br />paint brushPinsel
|10 min<br />RT
|very flat surfaceSehr ebene Oberfläche,besonders<br />especially for electrolytic build-upzum galvanischen Verstärken
|0.5 - 2
|< 0.2
|-
|AROMAL 70T
|plasticsKunststoff|tampon printingTampondruck
|60 min<br />RT
|hard and well conductive coatingHarte, gut leitende Beschichtung
|
|< 0.1
|-
|AROMAL 141
|plasticsKunststoff,<br />paper- based plasticsHartpapier|screen printingSiebdruck
|45 min<br />120°C
|mechanically Mechanisch<br />very strong coatingssehr feste Überzüge
|
|< 0.05
|-
|AROMAL 170
|plasticsKunststoff|screen printingSiebdruck
|30 min<br />100°C
|flexible layersFlexible Schichten,besonders<br />well suited for foil materialsfür Folien geeignet
|
|< 0.05
|AROMAL K 5 A+B
|metal, glass
|dispenserDispenser,<br />screen printingSiebdruck
|24h RT,<br />3h<br />80°C
|mechanically very strongMechanisch sehr feste Verbindungen<br />bond connection<br />as alternative to solderingals Alternative zum Weichlöten
|
|< 0.1
|-
|AROMAL K 20
|metalMetall, plasticsKunststoff,<br />ceramicsKeramik|dispenserDispenser,<br />screen printingSiebdruck
|15 min<br />150°C
|flexible bonds which helpFlexible Verbindungen, die<br />decrease thermal stressesthermische Spannungen abbauen helfen
|
|< 0.1
|-
|DOSILAC
|colspan="6" |Silver conductive paints Silber-Leitlack in spray cansSpraydose abgefüllt; can be spray painted; properties similar to those of als Spühlack verwendbar, mit ähnlichen Eigenschaften wie AUROMAL 50
|}
</figtable>
Conductive paints and adhesives have broad applications in electrical and electronic engineering. They are used for example for the contacting <figure id="fig:Shear force of film resistors, mounting an adhesive joint">[[File:Shear force of terminal wires, conducting electrostatic electricity, or contacting components at low temperaturesan adhesive joint.jpg|right|thumb|Figure 4: Abscherkraft einer Klebverbindung (Silber-Leitkleber: AUROMAL K 20) in Abhängigkeit von der Aushärtetemperatur]]</figure> 
The mechanical strength of the bond connections depends mostly on the selected hardening temperature <xr id="fig:Shear force of an adhesive joint"/> <!--(Fig. 8.4)-->.
<figure id="fig:Flexible keyboard contact pattern printed with AUROMAL 170">Leitlacke und -klebstoffe finden in der Elektrotechnik und Elektronik ein breites[[File:Flexible keyboard contact pattern printed with AUROMAL 170Anwendungsfeld.jpg|right|thumb|Flexible keyboard contact pattern printed with AUROMAL 170]]Sie werden z.B. zur Kontaktierung von Schichtwiderständen,Befestigung von Anschlussdrähten, Ableitung elektrostatischer Elektrizität oder</figure>zur Kontaktierung von Bauelementen bei niedrigen Temperaturen eingesetzt.
Die Festigkeit der Klebverbindung hängt dabei von der gewählten Aushärtetemperaturab (<figure xr id="fig:Shear force of an adhesive joint"/>[[File:Shear force of an adhesive joint<!--(Fig. 8.jpg|right|thumb|Shear force of an adhesive joint (silver adhesive AUROMAL K 204) as a function of the hardening temperature]]</figure-->).
=== Precious Metal Edelmetall-Flakes===
To obtain certain desired physical properties of preparations the dispersed precious metals Zur Erzielung spezieller physikalischer Eigenschaften in Präparaten werden disperseEdelmetalle in flat flake-like particles Form flacher, flockenartiger Partikel (generally called "flakes"Flakes) are neededbenötigt. These are produced by milling fine metal powders in the presence of milling additives or agentsDiesewerden durch Vermahlen feiner Pulver unter Zusatz von Mahlhilfsmitteln hergestellt. The properties of these metal flakes, i.e. silver flakes Die Eigenschaften dieser Silber-Flakes (ability to disperse easilyDispergierbarkeit, flow characteristicsFließverhalten, electrical conductivityelektrische Leitfähigkeit) are strongly dependent on the particle shape and size as well as on the type of milling agents usedhängen stark von Kornform, -größe und vom Mahlhilfsmittelab. <xr id="fig:SEM photos of silver flakes a fine grain b large flat"/><!--Fig. 8.5--> illustrates through SEM photos a type of rather fine silver flake zeigt REM-Aufnahmen eines feinen Silber-Flake-Typs(medium particle size mittlerer Partikeldurchmesser: 4 - 6 µmμm) (a) and another one with relatively large flat but thin flake shapes und eines Typs mit relativ großflächigen,dünnen Flakes (particle size Partikeldurchmesser 8 - 11 µmμm) (b). Typical commercial silver flake types are listed with their respective properties Typische Handelsformenvon Silber-Flakes und ihre wesentlichen Eigenschaften sind in <xr id="tab:Typical Commercial Silver Flake Types"/><!--(Tab. 8.4)-->zusammengefasst. Gold and platinum can also be produced as powder flakesund Platinmetalle können ebenfalls zu Flakesverarbeitet werden. By volumes used they are however of lesser commercial importanceSie haben aber im Vergleich zu Silber-Flakes nur einegeringe Bedeutung.
<figure id="fig:SEM photos of silver flakes a fine grain b large flat">
[[File:SEM photos of silver flakes a fine grain b large flat.jpg|rightleft|thumb|SEM photos of silver flakes Figure 5: REM Aufnahmen von Silber-Flakes (a) fine grain feinkörnig (b) large flatgroßflächig]]
</figure>
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
<figtable id="tab:Typical Commercial Silver Flake Types">
<caption>'''<!--Table 8.4:-->Typical Commercial Silver Flake TypesTypische Handelsformen von Silber-Flakes'''</caption>
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px;width:80%"
|-
!Type of Flake-Typ
!F56
!B190
!ES4
|-
|Main characteristicsCharakteristische Merkmale|Low tap densitygeringe Klopfdichte|Very finesehr fein|Purerein, wide grain size distributionbreite Kornverteilung
|-
|Silver content Silbergehalt [wtMassen-%]
|> 99.0
|> 99.0
|> 99.7
|-
|MedMittl. Grain size Korndurchmesser (50%-Median) [μm] Tap density
|3 - 8
|4 - 6
|9 - 13
|-
|Klopfdichte nach DIN/ISO 3953 [g/cm<sup>3</sup>cm³]
|0.7 - 1.1
|2.1 - 2.7
|2.7 - 3.6
|-
|SpecSpez. Surface area Oberfläche nach B.E.T. [m<sup>2</sup>/g]
|0.7 - 1.1
|0.3 - 0.7