Comment obtenir une dispersion fine de la pâte conductrice ? Le broyeur à trois rouleaux ZYE réduit la finesse des particules, passant de 50 μm à 12 μm.
Alors que des secteurs tels que l’informatique électronique, les nouvelles énergies, les semi‑conducteurs et l’emballage avancé poursuivent leur progression vers des solutions à haute performance et à haute fiabilité, la pâte conductrice — matériau clé assurant le lien entre les propriétés des matériaux et les procédés de fabrication des dispositifs — se voit confrontée à des exigences accrues en matière d’homogénéité de la dispersion, de finesse des particules et de stabilité du processus.
En particulier pour les systèmes matériels tels que les adhésifs conducteurs et les pâtes électroniques, les charges conductrices doivent être parfaitement dispersées dans les résines, les additifs et les autres composants. Des particules agglomérées de grande taille présentes dans le matériau compromettent non seulement l’homogénéité de la pâte, mais affectent également de manière défavorable les opérations ultérieures de revêtement, d’impression et de dosage, ainsi que la stabilité de la conductivité électrique.
Pour les pâtes conductrices nécessitant un traitement ultérieur de précision, les particules de grande taille et les agglomérats peuvent engendrer plusieurs défis liés au procédé :
1. Uniformité insuffisante de la dispersion du matériau
L’agglomération des charges conductrices entraîne facilement des hétérogénéités locales de la matrice, ce qui exige une meilleure homogénéité de dispersion.
2. Marge de manœuvre pour une optimisation supplémentaire de la finesse des particules
Les premiers essais donnent une finesse de 50 μm. Le client prévoit que le broyage permettra de réduire davantage la taille des particules, afin d’obtenir une pâte plus fine et plus homogène pour les applications en aval.
3. Un débit de matière stable doit être assuré pendant le broyage.
Les pâtes conductrices présentent généralement une certaine viscosité ainsi que des caractéristiques matérielles spécifiques. Outre l’amélioration de la finesse, il convient d’assurer un passage stable du matériau à travers les rouleaux afin d’éviter les fuites et les débits inégaux.
Solution :
Récemment, une entreprise de matériaux basée à Shanghai a mené des essais de validation sur une pâte conductrice, visant à améliorer la dispersion et à réduire la finesse interne des particules grâce à un broyage fin. ZYE Technology a mis en œuvre le broyeur à trois rouleaux ZYTR‑50T pour ces tests. Au terme d’un procédé de dispersion‑broyage en trois étapes, la finesse du matériau est passée de 50 μm au départ à 12 μm, apportant ainsi des données expérimentales propres à guider l’optimisation ultérieure des processus et la production à grande échelle.
Pour la pâte conductrice du client, ZYE Technology a effectué des essais à l’aide du broyeur à trois rouleaux ZYTR‑50T, associé à un dispositif de mesure de la granulométrie. Le réglage de l’entre‑rouleaux et la force de cisaillement entre les rouleaux ont permis une dispersion et un broyage progressifs, permettant d’affiner les grosses particules et les agglomérats présents dans le matériau.
Aperçu du test :
Client : Une entreprise de matériaux basée à Shanghai
Matériau d’essai : Pâte conductrice
Équipement d’essai : Moulin à trois rouleaux ZYTR‑50T + Jauge de rectification
▲ Moulin à trois rouleaux ZYE Technology ZYTR‑50T
Objectif de l’essai : obtenir une dispersion plus homogène du matériau et réduire la finesse interne des particules par broyage à trois rouleaux.
Procédures d’essai :
1. Mesure initiale : Indication de la jauge de rugosité = 50 μm
▲ Mesure avant mouture avec le jaugeur de mouture
▲ Matériau adhésif conducteur avant le meulage
2. Processus de dispersion :
Le broyeur à trois rouleaux ZYTR‑50T a réalisé la dispersion et le broyage de la pâte en trois étapes afin de réduire la taille des particules :
- Étape de mélange grossier : jeu du rouleau 50‑20 μm
- Broyage fin primaire : entrefer des rouleaux 20‑10 μm
- Broyage fin secondaire : entrefer du rouleau 15‑8 μm
Un traitement fin, associé à des jeux de rouleaux plus étroits, homogénéise davantage le matériau et détruit les grosses particules résiduelles.
Des observations sur site ont montré que le ZYTR‑50T assurait une décharge uniforme, sans fuite apparente, pendant le fonctionnement, ce qui permettait un broyage multi‑étages stable de la pâte conductrice.
▲ Matériau adhésif conducteur après broyage
3. Mesure après rectification : Indication du jauge de rectification = 12 μm
▲ Mesure post‑mouture avec le jaugeur de mouture
Résultats des essais réalisés sur le broyeur à trois rouleaux ZYE ZYTR‑50T, tels qu’indiqués par les relevés du manomètre de mouture :
1. Réduction réussie de la finesse : passant de 50 μm à 12 μm, soit une diminution de 76 %.
2. Avantages du procédé
- La finesse peut atteindre son minimum après un premier passage de broyage fin. Un troisième passage de broyage fin garantit une répartition homogène des particules. Les paramètres peuvent être ajustés davantage parallèlement à l’optimisation de la formulation, et les conditions opératoires sont adaptées au passage à l’échelle de la production en masse.
- Les rouleaux sont fabriqués en céramique de qualité nanométrique importée, polie avec une précision exceptionnelle. Ils sont faciles à nettoyer lors du traitement d’adhésifs conducteurs colorés.
Pour des matériaux tels que les pâtes conductrices et les adhésifs conducteurs, la réduction de la taille des particules n’est que la première étape. Il est encore plus crucial de mettre au point des procédés de broyage adaptés aux formulations spécifiques de ces matériaux.
La validation préliminaire réalisée à l’aide d’équipements de laboratoire permet aux entreprises du secteur des matériaux de répondre à des questions essentielles :
1. La matière est‑elle adaptée au laminage à trois cylindres ?
2. Plages de jeu des rouleaux appropriées ;
3. Nombre requis de passes de meulage ;
4. Niveau de finesse atteignable pour le matériau ;
5. Stabilité de la décharge tout au long du broyage ;
6. Stratégies de mise à l’échelle des paramètres pour les procédés ultérieurs de production en série.
Cela souligne l’importance de la validation expérimentale fondée sur les équipements au stade de la recherche et du développement des matériaux.
Les secteurs des produits chimiques électroniques, des matériaux d’emballage avancés et des matériaux pour les nouvelles énergies poursuivent la modernisation des matériaux haute performance et des processus de fabrication. La demande en traitement de précision des matériaux fonctionnels, notamment des pâtes conductrices, continuera de croître.
Dans le cadre de cet essai de pâte conductrice réalisé pour l’entreprise de matériaux de Shanghai, le broyeur à trois rouleaux ZYTR‑50T a permis de réduire la finesse mesurée au micronéprouvette de 50 μm à 12 μm (soit une diminution d’environ 76 %). Cet essai a confirmé les performances du broyage en plusieurs étapes pour ce système de matériau et fournit des références pour l’optimisation future des formulations ainsi que pour l’extension à plus grande échelle des procédés.
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