高性能エレクトロニクス用ナノ導電性接着剤

超音波分散機は、高性能エレクトロニクスおよびナノエレクトロニクス用の高性能接着剤の製造において、信頼性の高い混合および粉砕技術として使用されます。高性能電子機器の製造では、ナノ導電性接着剤などの接着剤の需要が高い。このような高性能接着剤は、例えば代替相互接続として使用され、スズ/鉛はんだを置き換えることができます。

高性能エレクトロニクス向け高性能接着剤

高性能エレクトロニクスの製造には、金属接着性が高く、熱デカップリングや断熱性のための熱伝導率の高い接着剤が求められています。銀、ニッケル、グラフェン、酸化グラフェン、カーボンナノチューブ(CNT)などのナノ粒子は、導電性または絶縁性、熱伝導率、引張強度、ヤング率および柔軟性などの所望の機能特性を得るために、エポキシ樹脂およびポリマーにしばしば組み込まれる。導電性を提供するために、高性能電子使用金属フィラー(銀、金、ニッケル、銅ナノ粒子など)用に開発された高性能接着剤。これらの材料の並外れた特性を解き放つためには、そのサイズをナノスケールに縮小する必要があります。ナノ粒子のサイズ縮小と分散は困難な作業であるため、強力な粉砕および分散技術が接着剤配合を成功させるための鍵です。

超音波分散は、従来の混合および粉砕技術と比較して、様々な利点を提供する。その信頼性と有効性のために、超音波処理はナノ材料処理において確立されており、ナノ粒子が合成および/または液体に組み込まれるあらゆる産業で見つけることができます。したがって、超音波処理は、ナノ粒子、ナノワイヤ、またはカーボンナノチューブおよびグラフェン単層(ナノシート)などのナノフィラーを含むナノ導電性接着剤の製造のための理想的な技術である。
ECA: 顕著な例は、ポリマーマトリックスと導電性フィラーからなる複合材料である導電性接着剤(ECA)の配合である。電子用途のための高性能接着剤を処方するためには、ポリマー樹脂(例えば、エポキシ、シリコーン、ポリイミド)は、接着力、機械的強度、衝撃強度などの物理的および機械的機能を提供しなければならず、金属フィラー(例えば、ナノ銀、ナノ金、ナノニッケル、またはナノ銅)は、優れた導電性を作り出す。絶縁性を有する接着剤の場合、鉱物系充填剤が接着剤複合体に組み込まれる。

超音波処理の前と後：緑色曲線は、超音波処理前の粒径を示し、赤色の曲線は、超音波分散シリカの粒度分布です。

粘性接着剤へのナノ材料の超音波分散

超音波ホモジナイザーは、粒子凝集体、凝集体、さらには一次粒子のサイズを確実に縮小する必要がある場合に非常に効果的です。超音波ミキサーの利点は、ミクロンまたはナノ粒子がプロセスの結果として標的とされているかどうかにかかわらず、より小さく、より均一な粒子サイズまで粒子を粉砕する能力です。ブレードまたはローター - ステーターミキサー、高圧ホモジナイザー、ビーズミルなどの他の技術は、均一に小さなナノ粒子を製造できない、粉砕媒体による汚染、詰まったノズルおよび高エネルギー消費などの欠点を示すが、超音波分散機は音響キャビテーションの動作原理を使用する。超音波発生キャビテーションは、非常に効果的でエネルギー効率が高く、ナノ粒子装填ペーストなどの高粘性材料でさえも分散させることができることが実証されている。

超音波分散はどのように機能しますか?

キャビテーションせん断力と液体の流れは、粒子が互いに衝突するように加速します。これは粒子間衝突として知られています。粒子自体が粉砕媒体として機能し、従来のビーズミルを使用する場合に必要であるビーズの粉砕およびその後の分離プロセスによる汚染を回避する。粒子は最大280m/秒の超高速で粒子間衝突によって粉砕されるため、粒子に非常に高い力が加わり、微小な分数に分裂します。摩擦および浸食は、それらの粒子断片に研磨された表面および均一な形状の形態を与える。せん断力と粒子間衝突の組み合わせは、超音波均質化と分散に非常に均質なコロイド懸濁液と分散液を提供する有利なエッジを与えます!
超音波によって生成される高剪断力のもう一つの利点は、剪断減粘の効果です。例えば、酸化CNTsで満たされた超音波調製エポキシ樹脂は、剪断減粘挙動を示す。剪断減粘は流体の粘度を一時的に低下させるので、粘性複合材料の加工が容易になる。

3-mmソノトロードを備えた200W超音波装置であるUP200Sを使用した水中のグラファイトフレークのソノ機械的剥離を示すフレームの高速シーケンス(aからfまで)。矢印は、分裂(剥離)の場所を示し、キャビテーション気泡が分裂を貫通する。
(研究と写真:© Tyurnina et al. 2020)

硬化剤(超音波処理 - 米国)に分散された異なるナノフィラーの比較:(a)0.5重量%カーボンナノファイバー(CNF);(b)0.5重量%CNToxi;5質量%カーボンナノチューブ(CNT);5質量%半分散のCNT。
(研究と写真:©ザンゲリーニら、2021年)

高性能接着剤を配合するための高出力超音波装置

ヒールシャー超音波は、液体およびスラリー処理のための高性能超音波装置になると専門家です。超音波分散機は、高充填樹脂などの高粘性材料を処理し、複合材料内のナノ材料の均一な分布を確保することができます。
振幅、エネルギー入力、温度、圧力、時間などの超音波プロセスパラメータを正確に制御することで、ナノメートル範囲の接着剤を調整することができます。
あなたの処方は、ナノチューブ、セルロースナノ結晶(CNC)、ナノファイバー、またはナノ金属などの有機または無機ナノフィラーの分散を必要とするウェザー、ヒールシャー超音波は、あなたの接着剤製剤のための理想的な超音波セットアップを持っています。
ヒールシャー超音波’ 工業用超音波プロセッサは、非常に高い振幅を提供することができ、解凝集し、非常に高い粘度でもナノ材料を分散させることができます。最大200μmの振幅は、24時間365日の動作で簡単に連続的に実行できます。
ヒールシャー超音波装置は、その品質、信頼性と堅牢性のために認識されています。ヒールシャー超音波はISO認定企業であり、最先端の技術と使いやすさを特徴とする高性能超音波装置に特に重点を置きます。もちろん、ヒールシャー超音波装置はCEに準拠しており、UL、CSA、RoHsの要件を満たしています。
下の表は私達のultrasonicatorsのおおよその処理能力の目安を与えます：