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.

Análisis del tamaño de las partículas - Resumen de productos

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Stability Tests for Li-ion Battery Slurries

Las baterías de iones de litio funcionan sobre la base de intercambios reversibles de iones de litio entre los electrodos negativo y positivo durante los ciclos de carga y descarga. En estas baterías, la suspensión de electrodos es una mezcla de un material activo, un aglutinante, aditivos conductores y un disolvente. A continuación, se aplica sobre el colector de corriente y se seca. La estabilidad de la suspensión es esencial para evitar la segregación y aglomeración de partículas, que afectan a la cohesión y adherencia de los electrodos. Estas inestabilidades pueden reducir la vida útil y la seguridad de las baterías.

La estabilidad de la suspensión depende de la elección del aglutinante, el disolvente, la proporción de material activo en relación con el aglutinante y el negro de carbón, y el proceso de fabricación. El aglutinante ideal debe mostrar un comportamiento de gel reversible. La tecnología Turbiscan, basada en la dispersión de luz múltiple estática, puede utilizarse para detectar y cuantificar los fenómenos de sedimentación, aglomeración y clarificación en suspensiones de electrodos. Permite comparar y clasificar las formulaciones de lodos en función de su homogeneidad y vida útil.

Stability Tests for CMP Solutions

Las técnicas CMP utilizan lodos químicos abrasivos y corrosivos para planarizar las superficies de los materiales de sustrato y prepararlos para la impresión electrónica litográfica. El óxido de cerio (IV), o ceria, se utiliza habitualmente como catalizador químico en el proceso abrasivo. Acelera el debilitamiento de las partículas metálicas de la superficie del sustrato semiconductor y una almohadilla de pulido mecánico elimina estas partículas de la superficie. Este proceso reduce las irregularidades topográficas para proporcionar una superficie plana a nivel de Angstrom.

El cerio es un medio de pulido muy eficaz para la ingeniería de superficies de semiconductores, pero presenta una importante inestabilidad coloidal con tendencia a la sedimentación y aglomeración de las partículas dispersadas. Este comportamiento puede dañar la eficacia de la ingeniería de superficies CMP y causar defectos mecánicos en la oblea semiconductora. Las variaciones superficiales de proporciones a microescala pueden reducir significativamente la eficacia y las funcionalidades de las estructuras de película fina. Esto resalta la importancia de realizar ensayos de estabilidad rigurosos de las suspensiones de ceria utilizadas para el procesamiento CMP.

Los ensayos de estabilidad de las suspensiones de CMP se utilizan para determinar la eficacia de los dispersantes poliméricos dentro de los lodos de ceria, que están diseñados para inhibir la migración de las partículas dispersantes en los medios de fase líquida. El analizador de estabilidad y tamaño de partículas Turbiscan LAB se ha utilizado para ensayos de estabilidad de lodos de ceria basados en el peso molecular de los dispersantes. Los ensayos realizados a temperaturas ambiente de 35°C mostraron que las suspensiones de ceria suelen mostrar un aumento de la luz retrodispersada en la parte inferior de la muestra y un aumento de la transmisión en la parte superior de la misma. Esto se debe a la sedimentación de las partículas en el transcurso del tiempo.

Estos ensayos de estabilidad han permitido a los analistas determinar la estabilidad a corto plazo de formulaciones de diversos pesos moleculares, con resultados que indican que los dispersantes de mayor peso molecular (cadenas poliméricas más largas) permiten una estabilidad coloidal más duradera.

Ensayos de estabilidad con Turbiscan

Turbiscan es la gama especializada en el análisis de la estabilidad coloidal, con una comprensión sólida de las complejas variaciones en los ensayos de estabilidad de suspensiones para distintas aplicaciones. Nuestros analizadores Turbiscan se han aplicado ampliamente para ensayar la estabilidad de suspensiones de nanopartículas de platino en aplicaciones de pilas de combustible, nanotubos de carbono multipared, tintas para paneles de pantallas de plasma y muchas aplicaciones más.

Si desea recibir más información sobre la realización de ensayos de estabilidad con Turbiscan, no dude en ponerse en contacto con nosotros o visite nuestra sección de biblioteca para descargar documentos relacionados y notas de aplicación.

Al rango de productos "Dispersión de luz múltiple estática (SMLS)"

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En última instancia, la elección de utilizar una solución de tamizado simple o invertir en difracción láser o análisis de imagen dinámica dependerá del volumen de pruebas, los presupuestos y el personal disponible y cualquier norma internacional específica o requisito del cliente al que se enfrente.

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