Как самому сделать токопроводящую пасту

Заметим сразу, что «токопроводящие пасты» в специальной литературе гораздо чаще называют «электропроводящими клеями». Такое название точнее — ведь, по сути дела, главное в монтаже — это скрепить, склеить детали. А будет ли такой клей иметь консистенцию пасты или, скажем, жидкой сметаны — это дело второстепенное.

И еще одна оговорка: не нужно думать, что электропроводящий клей следует применять для монтажа любых деталей, через которые должен проходить ток. Старая, испытанная пайка и проще, и доступнее, и дешевле. И что, пожалуй, самое важное, припои выпускает промышленность, а электропроводящий клей приходится делать кустарным способом.

Как бы то ни было, токопроводящий клей стоит применять лишь тогда, когда материал либо не поддается пайке, либо нежелательно травление перед пайкой, либо детали нельзя нагревать (что при пайке неизбежно).

Сами по себе синтетические смолы (а именно на их основе и делают электропроводящие клеи) ток не проводят. И поэтому в них вводят наполнители — высокодисперсные металлические порошки, например, золота, серебра, меди, никеля. Чаще всего применяют серебро. Для того чтобы клей стал проводить ток, металлического порошка приходится вводить очень много — примерно 70—75% общего веса клея. Естественно, что такой загущенный клей имеет консистенцию пасты.

Удельное объемное сопротивление клеев во многом зависит от качества порошка, размеров зерен металла.

Основные требования к металлическому наполнителю токопроводящей пасты сводятся к тому, чтобы он не взаимодействовал с кислородом воздуха и связующим — основой клея. Поэтому-то и получили распространение порошки благородных металлов, и в первую очередь более дешевого из них — серебра. Никель же, предназначенный для клея, можно хранить только в атмосфере сухого воздуха: в присутствии влаги он покрывается толстой окисной пленкой и теряет проводящие свойства, а в сухом воздухе эта пленка тоньше и пробивается током.

Существует множество способов получения порошка серебра. Вот еще один способ, достаточно простой — восстановление из раствора формалином в щелочной среде. Раствор азотнокислого серебра смешивают с равным количеством 1 %-ного раствора формалина и нагревают до 70—80°С. Потом добавляют несколько капель 5%-ного раствора аммиака (нашатырного спирта). При этом выпадает черный осадок серебра, который надо отфильтровать, промыть на фильтре дистиллированной водой и высушить затем при температуре 105—150°С.

Теперь — немного о связующем. В большинстве случаев — это эпоксидные смолы.

Из отечественных эпоксидных смол подходит для клея смола ЭД-5. Пластификаторы снижают электропроводность клея но их все же нередко вводят, так как они разжижают смолу и позволяют ввести дополнительное количество металлического порошка.

Вот один из возможных рецептов клея (в весовых частях): жидкая эпоксидная смола — 100, порошок серебра — 250—300, дибутилфталат (пластификатор) — 10— 15, полиэтиленполиамин (отвердитель) — 8—12. Нужно стараться, чтобы клей не попадал на руки или кожу, если это все-таки случится, необходимо сразу смыть клей теплой водой с мылом.

Отвердитель вводится непосредственно перед употреблением, и после этого клей надо использовать в течение часа, иначе он затвердеет. Остальные компоненты можно хранить в смешанном виде очень долго. Правда, тяжелый металлический порошок может осесть на дно. Чтобы задержать этот процесс, в смесь добавляют иногда немного коллоидного графита.

Клеевое соединение после нанесения клея желательно нагреть до 70—100 С и выдержать при такой температуре 1—5 часов! При этом электропроводность клея увеличится. И вот почему. При отверждении клеевой пленки из-за усадки, в ней возникают внутренние напряжения. Появляются контактные усилия между соседними частицами металла, частицы прижимаются друг к другу и образуют как бы цепочки, по которым, собственно, и проходит электрический ток.

При нагревании клей отверждается более полно, он становится прочнее, но одновременно увеличивается и усадка и, как следствие этого, улучшаются электропроводящие свойства.