Stability Tests for Electronics Applications

The stability of suspensions used in the electronic field is critical for guaranteeing the level of quality associated with high-technology end-products. For example, ultra-high-definition displays rely on unique optical coatings and surface engineering of thin film structures to generate images of high quality. A chemical-mechanical polishing (CMP) uses slurries to polish the surfaces of semiconducting materials. The functionalities of fuel cells and batteries are improved with solution-processed nanoparticle coatings. There are myriad examples of the use of suspensions in established and cutting-edge electronic applications. Stability tests of suspensions can ensure that electronic devices in commercial and industrial spaces are fit for requirements.

Particle Size Analysis - Resumo do Produto

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Stability Tests for Li-ion Battery Slurries

As baterias de íons de lítio funcionam com base em trocas reversíveis de íons de lítio entre os eletrodos negativo e positivo durante os ciclos de carga/descarga. Para essas baterias, a pasta de eletrodo é uma mistura de um material ativo, um aglutinante, aditivos condutores e um solvente. Em seguida, é revestida no coletor de corrente e seco. A estabilidade da pasta é essencial para evitar segregação e aglomeração de partículas, que afetam a coesão e adesão do eletrodo. Essas instabilidades podem reduzir a vida útil e a segurança da bateria.

A estabilidade da pasta depende da escolha do aglutinante, do solvente, da proporção de material ativo para aglutinante e negro de carvão, e do processo de fabricação. O aglutinante ideal deve apresentar comportamento de gel reversível. A tecnologia Turbiscan, baseada no múltiplo espalhamento estático de luz, pode ser usada para detectar e quantificar fenômenos de sedimentação, aglomeração e clarificação em lodos de eletrodo. Permite comparar e classificar formulações de lodo de acordo com sua homogeneidade e prazo de validade.

Stability Tests for CMP Solutions

As técnicas de CMP (planarização químico-mecânica) usam pastas químicas abrasivas e corrosivas para planarizar as superfícies dos materiais do substrato na preparação para a impressão eletrônica litográfica. O óxido de cério(IV), ou céria, é rotineiramente usado como catalisador químico no processo abrasivo. Ele acelera o enfraquecimento das partículas metálicas da superfície do substrato semicondutor e uma almofada de polimento mecânico remove essas partículas da superfície. Este processo reduz as irregularidades topográficas para fornecer uma superfície plana no nível de Angstrom.

Céria é um meio de polimento altamente eficiente para engenharia de superfícies de semicondutores, mas apresenta instabilidade coloidal significativa com tendência de partículas dispersas sedimentarem e aglomerarem. Este comportamento pode prejudicar a eficiência da engenharia de superfícies de CMP e causar defeitos mecânicos no wafer semicondutor. Variações superficiais de proporções em microescala podem reduzir significativamente a eficiência e as funcionalidades das estruturas de película fina. Isso destaca a importância de realizar testes robustos de estabilidade de suspensões de céria utilizadas para processamento de CMP.

Testes de estabilidade para suspensões de CMP são usados para determinar a eficiência de dispersantes poliméricos em pastas de céria, que são concebidas para inibir a migração de partículas dispersantes para o meio da fase líquida. O analisador de estabilidade e tamanho de partículas Turbiscan LAB tem sido usado para testes de estabilidade de pastas de céria com base no peso molecular dos dispersantes. Testes realizados a temperaturas ambientes de 35 °C mostraram que as suspensões de céria normalmente exibem aumento da luz retroespalhada na parte inferior da amostra e aumento da transmissão na parte superior da amostra. Isso se deve à sedimentação das partículas ao longo do tempo.

Esses testes de estabilidade permitiram aos analistas determinar a estabilidade de curta duração de formulações de vários pesos moleculares, com resultados indicando que dispersantes de pesos moleculares mais elevados (cadeias poliméricas mais longas) permitem uma estabilidade coloidal mais longa.

Testes de estabilidade com Turbiscan

Turbiscan é a linha especializada na análise de estabilidade coloidal, com uma compreensão robusta das variações complexas em testes de estabilidade de suspensão para aplicações distintas. Nossos analisadores Turbiscan têm sido amplamente aplicados para testar a estabilidade de suspensões de nanopartículas de platina em aplicações de células de combustível, nanotubos de carbono de paredes múltiplas, tintas para painéis de plasma e muitas outras aplicações.

Se desejar mais informações sobre a realização de testes de estabilidade com o Turbiscan, não hesite em entrar em contato conosco ou visite a seção da nossa biblioteca para fazer download de documentos relacionados e notas de aplicação.

Para a linha de produtos "Múltiplo Espalhamento Estático de Luz (SMLS)"

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Finalmente, a opção entre adotar uma solução simples por peneiramento ou investir em uma análise por difração de laser ou dinâmica por imagem dependerá do volume de testes, do orçamento, do pessoal disponível e dos padrões internacionais específicos ou necessidades da clientela a considerar.

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