Perekat Konduktif Nano untuk Elektronik Berkinerja Tinggi

Disperser ultrasonik digunakan sebagai teknik pencampuran dan penggilingan yang andal dalam produksi perekat berkinerja tinggi untuk elektronik berkinerja tinggi dan nano-elektronik. Dalam produksi elektronik berkinerja tinggi, perekat seperti perekat nano-konduktif sangat diminati. Perekat berkinerja tinggi tersebut digunakan misalnya sebagai interkoneksi alternatif dan dapat menggantikan timah/solder timah.

Perekat Performa Tinggi untuk Elektronik Performa Tinggi

Untuk produksi elektronik berkinerja tinggi, perekat dengan perekat logam tinggi dan konduktivitas panas untuk pemisahan panas dan insulasi diperlukan. Partikel nano seperti perak, nikel, graphene, graphene oxide dan carbon nanotubes (CNTs) sering dimasukkan ke dalam resin epoksi dan polimer untuk mendapatkan sifat fungsional yang diinginkan seperti konduktivitas atau insulasi listrik, konduktivitas panas, kekuatan tarik, modulus dan fleksibilitas Young. Perekat berkinerja tinggi yang dikembangkan untuk pengisi logam penggunaan elektronik berkinerja tinggi (seperti nanopartikel perak, emas, nikel, atau tembaga) untuk memberikan konduktivitas listrik. Untuk membuka sifat luar biasa dari bahan-bahan ini, ukurannya harus dikurangi menjadi skala nano. Karena pengurangan ukuran dan dispersi nanopartikel adalah tugas yang menantang, teknologi penggilingan dan penyebaran yang kuat adalah kunci keberhasilan formulasi perekat.

Dispersing ultrasonik menawarkan berbagai keuntungan jika dibandingkan dengan teknik pencampuran dan penggilingan tradisional. Karena keandalan dan efektivitasnya, sonikasi telah ditetapkan dalam pemrosesan nanomaterial dan dapat ditemukan di industri mana pun di mana partikel nano disintesis dan / atau dimasukkan ke dalam cairan. Ultrasonication oleh karena itu merupakan teknik yang ideal untuk produksi perekat nano-konduktif yang mengandung nano-filler seperti nanopartikel, nanowires, atau nanotube karbon dan graphene monolayers (nanosheets).
ECAs: Contoh yang menonjol adalah formulasi perekat konduktif listrik (ECA), yang merupakan komposit yang terbuat dari matriks polimer dan pengisi konduktif listrik. Untuk merumuskan perekat berkinerja tinggi untuk aplikasi elektronik, resin polimer (misalnya, epoksi, silikon, polimida) harus menyediakan fungsi fisik dan mekanis seperti adhesi, kekuatan mekanik, kekuatan impak, sementara pengisi logam (misalnya, nano-perak, nano-emas, nano-nikel, atau nano-tembaga) menciptakan konduktivitas listrik yang unggul. Untuk perekat dengan sifat isolasi, pengisi berbasis mineral dimasukkan ke dalam komposit perekat.

Sebelum dan sesudah sonikasi: Kurva hijau menunjukkan ukuran partikel sebelum sonikasi, kurva merah adalah distribusi ukuran partikel dari silika ultrasonically tersebar.

Dispersi Ultrasonik Nanomaterial ke Perekat Kental

Homogenizers ultrasonik sangat berkhasiat ketika aglomerat partikel, agregat dan bahkan partikel primer harus dikurangi ukurannya dengan andal. Keuntungan dari mixer ultrasonik adalah kemampuan mereka untuk menggiling partikel ke ukuran partikel yang lebih kecil dan lebih seragam, apakah partikel mikron atau nano ditargetkan sebagai hasil proses. Sementara teknologi lain seperti mixer blade atau rotor-stator, homogenizers tekanan tinggi, pabrik manik-manik dll menunjukkan kelemahan seperti ketidakmampuan memproduksi nanopartikel kecil yang seragam, kontaminasi oleh media penggilingan, nozel tersumbat dan konsumsi energi yang tinggi, disperser ultrasonik menggunakan prinsip kerja kavitasi akustik. Kavitasi yang dihasilkan ultrasound telah ditunjukkan sebagai sangat berkhasiat, hemat energi dan mampu membubarkan bahkan bahan yang sangat kental seperti pasta yang dimuat nanopartikel.

Bagaimana Cara Kerja Dispersing Ultrasonik?

Gaya geser kavitasi dan aliran cairan mempercepat partikel sehingga mereka bertabrakan satu sama lain. Ini dikenal sebagai tabrakan antarpartikel. Partikel-partikel itu sendiri bertindak sebagai media penggilingan, yang menghindari kontaminasi dengan menggiling manik-manik dan proses pemisahan selanjutnya, yang diperlukan ketika pabrik manik-manik konvensional digunakan. Karena partikel hancur oleh tabrakan antarpartikel pada kecepatan yang sangat tinggi hingga 280m / detik, gaya yang luar biasa tinggi berlaku untuk partikel, yang karenanya pecah menjadi fraksi menit. Gesekan dan erosi memberi fragmen partikel tersebut permukaan yang dipoles dan bentuk yang seragam. Kombinasi gaya geser dan tabrakan antarpartikel memberikan homogenisasi ultrasonik dan dispersi tepi menguntungkan memberikan suspensi dan dispersi koloid yang sangat homogen!
Manfaat lain dari gaya geser tinggi yang dihasilkan oleh ultrasonik adalah efek penipisan geser. Misalnya, resin epoksi yang disiapkan secara ultrasonik yang diisi dengan CNT teroksidasi menunjukkan perilaku penipisan geser. Karena penipisan geser menurunkan viskositas cairan untuk sementara, pemrosesan komposit kental difasilitasi.

Urutan kecepatan tinggi (dari a ke f) bingkai yang menggambarkan pengelupasan sono-mekanis dari serpihan grafit dalam air menggunakan UP200S, ultrasonikator 200W dengan sonotrode 3 mm. Panah menunjukkan tempat pemisahan (pengelupasan kulit) dengan gelembung kavitasi menembus perpecahan.
(Studi dan gambar: © Tyurnina et al. 2020)

Perbandingan nanofiller yang berbeda tersebar dalam hardener (ultrasonication—US): (a) 0,5 wt% carbon nanofiber (CNF); (b) 0,5 wt% CNToxi; (c) 0,5 wt% nanotube karbon (CNT); (d) 0,5 wt% CNT semi-tersebar.
(Studi dan gambar: © Zanghellini et al., 2021)

Ultrasonicators Daya Tinggi untuk Merumuskan Perekat Kinerja Tinggi

Hielscher Ultrasonics adalah spesialis dalam hal peralatan ultrasonik berkinerja tinggi untuk pemrosesan cairan dan bubur. Disperser ultrasonik memungkinkan untuk memproses bahan yang sangat kental seperti resin yang sangat terisi dan memastikan distribusi nanomaterial yang seragam dalam komposit.
Kontrol yang tepat atas parameter proses ultrasonik seperti amplitudo, input energi, suhu, tekanan dan waktu memungkinkan untuk menyesuaikan perekat dalam kisaran nanometer.
Wether formulasi Anda membutuhkan dispersi nano-filler organik atau anorganik seperti nanotube, selulosa nano-kristal (CNCs), nanofibers, atau nano-logam, Hielscher Ultrasonics memiliki pengaturan ultrasonik yang ideal untuk formulasi perekat Anda.
Hielscher Ultrasonics’ Prosesor ultrasonik industri dapat memberikan amplitudo yang sangat tinggi dan mampu untuk deagglomerate dan membubarkan nanomaterial bahkan pada viskositas yang sangat tinggi. Amplitudo hingga 200μm dapat dengan mudah terus dijalankan dalam operasi 24/7.
Ultrasonicators Hielscher diakui untuk kualitas, keandalan dan ketahanannya. Hielscher Ultrasonics adalah perusahaan bersertifikat ISO dan menempatkan penekanan khusus pada ultrasonicators berkinerja tinggi yang menampilkan teknologi canggih dan keramahan pengguna. Tentu saja, ultrasonicators Hielscher sesuai dengan CE dan memenuhi persyaratan UL, CSA dan RoHs.
Tabel di bawah ini memberi Anda indikasi perkiraan kapasitas pemrosesan ultrasonikator kami: