Cobre en Escamas N° 250

La geometría laminar de las escamas de cobre proporciona mejor conductividad en tintas conductoras que las partículas esféricas por el mecanismo de percolación y solapamiento. Las partículas esféricas en una tinta conductora solo hacen contacto punto a punto entre sí; requiriendo una alta concentración de partículas (típicamente más del 30-40% en volumen) para alcanzar la concentración umbral de percolación donde se forman caminos continuos de conducción entre los contactos del circuito. Las escamas laminares con alta relación diámetro-espesor (típicamente 10:1 a 50:1) se solapan como tejas de un tejado; creando caminos de conducción con una concentración mucho menor de escamas (15-25% en volumen). Además; el contacto entre escamas es de área en lugar de puntual; lo que reduce la resistencia de contacto en cada interfaz. El resultado es una tinta conductora con menor resistencia eléctrica (o la misma resistencia con menor contenido de metal; reduciendo el costo) para la misma concentración de partículas.

Las tintas conductoras de escamas de cobre para electrónica impresa buscan lograr resistividades eléctricas en el rango de 5-50 µΩ·cm después del sinterizado o curado (comparado con 1,7 µΩ·cm del cobre sólido). Las tintas de escamas de cobre formuladas con el tamaño de partícula y la concentración adecuados alcanzan resistividades de 10-30 µΩ·cm en película seca curada a 120-180°C; siendo adecuadas para pistas conductoras de baja y media resistencia en antenas RFID; sensores flexibles; displays táctiles y electrónica de consumo de bajo costo. Las especificaciones de rendimiento típicas también incluyen: adhesión a sustrato (pasa test de corte cruzado en PET; PI y vidrio); flexibilidad (sin grietas después de 1000 ciclos de doblado a 180°) para aplicaciones en electrónica flexible; y estabilidad de la resistencia en condiciones de envejecimiento acelerado (85°C/85% HR durante 500 horas). La conductividad del cobre es superior a la de la plata en costo; pero la tendencia del cobre a oxidarse en aire a temperaturas de curado requiere formulaciones especiales con antioxidantes o curado en atmósfera protectora.

Las escamas de cobre son efectivas para el apantallamiento EMI (interferencia electromagnética) por la misma geometría laminar que las hace buenas conductoras en tintas. En composites poliméricos para apantallamiento EMI; las escamas de cobre se dispersan en una matriz de polímero (silicona; poliuretano; epoxi) formando una red de conductores solapados que absorben y reflejan la radiación electromagnética. Las escamas de cobre producen una efectividad de apantallamiento de 40-80 dB en el rango de frecuencias de 100 MHz a 10 GHz a concentraciones del 15-30% en volumen; siendo eficientes tanto para la reflexión de campos electromagnéticos como para su absorción. Las aplicaciones incluyen: juntas y sellos de apantallamiento EMI para carcasas de equipos electrónicos sensibles como computadoras; equipos médicos y militares; recubrimientos conductores por pulverización para apantallamiento de carcasas de plástico de equipos electrónicos; y materiales de absorción en cámaras anecoicas electromagnéticas para pruebas de compatibilidad EMI.