Materialien und Produkte für die Elektronikindustrie

Leiterplatten (printed circuit boards, PCB) sind die Grundlage der meisten elektronischen Bauteile. Hersteller dieser Bauteile messen die thermische Stabilität von Leiterplatten, um ihre Leistung bei unterschiedlichen Temperaturen zu bestimmen und Leiterplatten zu entwickeln, die einem Zusammenbruch durch Hitze und Belastung widerstehen. Die Wärmestabilität wird durch die Wärmeleitfähigkeit, Glasübergänge und den Wärmeausdehnungskoeffizienten beeinflusst, alles Eigenschaften, die durch thermische Analysatoren gemessen werden können. Die mechanische Stabilität und Langlebigkeit wird durch die Materialsteifigkeit und Ermüdungsfestigkeit elektronischer Baugruppen beeinflusst.

Neben der Messung der Qualität fertiger Leiterplatten führen Hersteller auch detailliertere Tests an einzelnen PCB-Komponenten durch, wie z. B. dem ausgehärtete Laminat und dem Klebstoff, der die Drähte an Ort und Stelle hält und die PCB-Struktur verstärkt. Da die Aushärtung von Laminat und Klebstoff für die Leistung und Zuverlässigkeit des Endproduktes von entscheidender Bedeutung ist, verwenden Hersteller die thermische Analyse, um den Aushärtungsgrad zu bewerten und ihre Formulierungen anzupassen. Der Aushärtungsgrad von Duroplasten kann durch Messen der Glasübergangstemperatur (Tg) oder einer Resthärtungsexotherme mittels Dynamischer Differenzkalorimetrie (Dynamic Scanning Calorimetry, DSC) bestimmt werden. Von kleinen Komponenten bis zum fertigen Produkt werden Leiterplatten in allen Phasen durch präzise Materialcharakterisierung verbessert.

Organische Leuchtdioden (OLEDs) sind dünne Filme, die Licht emittieren, wenn elektrischer Strom angelegt wird. OLEDs werden mittlerweile in einer Vielzahl alltäglicher Elektronik verwendet, darunter Fernseher, Mobiltelefone, Computermonitore und Bildschirme. Rohstoffe für OLED-Geräte müssen hochrein sein, um die Lebensdauer der Lumineszenz und die Qualität des Endprodukts zu verlängern. Die aktuelle Forschung zielt darauf ab, OLED-Bildschirme mit helleren, klareren Auflösungen sowie weiße OLED-Festkörperbeleuchtungsgeräte zu entwickeln. Forscher:innen wenden sich der Materialwissenschaft zu, um Verunreinigungen in ihren OLED-Materialien zu erkennen und ihre Designs für eine verbesserte Leistung unter allen Endanwendungsbedingungen zu optimieren.

5G bietet schnellere Internetgeschwindigkeiten, geringere Latenzzeiten und verbesserte Konnektivität für Branchen, die von der Infrastruktur bis zu Verbrauchergeräten reichen. Materialien für 5G-Geräte, einschließlich Antennen, PCBs, Gehäuse, Rahmen, Halbleiter, EMV und Mikrowellenmedium-Keramik, müssen auf Langlebigkeit und Funktionalität des endgültigen Geräts getestet und optimiert werden. Insbesondere wenn Forscher:innen Materialien erforschen, die Kosten senken und die Leistung verbessern, verwenden sie Lösungen von TA Instruments zur Materialanalyse, um u.a. Folgendes zu bewerten:

• Dielektrische Eigenschaften
• Stabilität
• Mechanische Eigenschaften
• Wärmeabfuhr
• Verarbeitbarkeit

Lithium-Ionen-Batterien versorgen elektronische Produkte, von Mobiltelefonen bis hin zu medizinischen Geräten, und werden zunehmend in Elektrofahrzeugen und Netzspeichern eingesetzt. Obwohl sie bereits weit verbreitet sind, haben Lithium-Ionen-Batterien noch Raum für Verbesserungen in Bezug auf Leistung, Kosten und Sicherheit. Forscher:innen verbessern Lithium-Ionen-Batterien, indem sie Materialien der vier Hauptkomponenten optimieren: Kathode, Anode, Separator und Elektrolyt.

Waters / TA Instruments unterstützt die Materialcharakterisierung von Lithium-Ionen-Batterien durch thermische Analyse, Mikrokalorimetrie, Rheologie und mechanische Testlösungen, die auf die Batterieentwicklung zugeschnitten sind. Batterieforscher, Formulierer und Produktionsspezialisten wenden sich an branchenführende Messinstrumente, um leistungsstärkere und sicherere Batterien zu entwickeln.