世界中の電子機器産業はこの数十年で変革を遂げています。Covid-19のパンデミックは業務や社会のデジタル化を加速しました。電子技術の導入により、ビジネスの収益と生産性が向上し、製品の品質が改善しました。これに伴い運用コストが減少し、世界中の人の生活の質も向上しました。電子機器が人の健康、生産性、輸送、エンタテイメントにとって重要になることで、電子機器の開発者は、より高まる品質と機能拡張の需要を満たさなければならなくなっています。

電子機器の革新は大きな進歩を遂げていますが、依然として開発者が製品に用いる材料には制限があります。新しい設計の成功には、高い耐久性、機能性、安全性が不可欠です。欠陥のある製品は、安全性と名声を損なうリスクがあるだけでなく、リコールにより大きな経済的損失ももたらします。様々な業界および世界中の電子機器の研究所が、TAインスツルメントのカスタマイズ可能な材料分析装置を使うことで、材料の選択から最終用途の性能までの製品の特性評価を行っています。

Applications-Electronics

分析事例

プリント基板(PCB)は、ほとんどの電子機器装置の土台となっています。メーカーは、プリント基板の熱安定性を測定することにより、様々な温度における性能を特定し、熱や応力に対する耐久性のあるPCBを開発しています。熱安定性は、熱伝導率、ガラス転移、熱膨張の係数の影響を受けます。これらすべては、熱分析装置により測定されます。機械的安定性と耐久性は、電子部品材料の剛性や耐疲労性の影響を受けます。

PCB全体の品質を測定することに加えて、メーカーはワイヤーを所定の場所に固定し、PCBの構造を強化する硬化ラミネートや接着剤などのPCB材料に対してより詳細なテストを行います。硬化挙動は最終用途の性能や信頼性にとって重要なため、メーカーは熱分析を使用して、すばやく硬化のレベルを評価し、配合を調整します。熱硬化性樹脂の硬化レベルは、示差走査熱量測定(DSC)を使用したガラス転移温度(Tg)や残留硬化発熱の測定することで特定できます。小さな部品から完成品に至るまで、PCBは優れた材料特性評価によってすべての段階で改善されます。

動的機械分析 (DMA)
  • ガラス転移温度(Tg
  •  二次転移

弾性率 

  • 粘弾性(貯蔵弾性率、損失弾性率、tanδ)
  • クリープおよびクリープコンプライアンス
  • 応力緩和
  • 収縮および収縮力

機械的異方性の特性評価

バッチ間の材料再現性

材料の機械的特性

  • 貯蔵弾性率
  • ガラス転移(Tg

温度範囲:-150℃~600℃

熱機械分析(TMA)
  • コンポジットやラミネートの材料互換性
  • 不具合解析
  • ガラス転移温度(Tg)
  • 熱膨張係数(CTE)
  • 軟化点
  • 剥離する時間

450 RHは温度ではなく湿度の影響を測定

  • コンポジットやラミネートの材料互換性
  • 不具合解析
  • 膨張や収縮
  • 水和膨脹係数(CTE)

温度範囲:-150℃~1000℃

機械試験ロードフレーム

材料強度

  • ヤング率、降伏強度、最大降伏強度、破断点伸び
  • 疲労と耐久性、SN曲線
  • 強度対温度

最終製品の強度

  • 結合部や接合部の性能
  • 屈曲、曲げや破砕の故障ポイント
  • 疲労と耐久性、SN曲線
  • 強度対温度
熱重量分析アクセサリ (TGA)
  • 分解温度
  • 組成分析

SAは温度ではなく湿度の影響を測定

  • HAST試験
  • 水の吸収

温度範囲:RTから1500°C

示差走査熱量測定(DSC)
  • ガラス転移温度(Tg)

温度範囲:-180℃~725℃

光/レーザーフラッシュ法熱拡散率
  • 熱マネジメントプロパティ
  • 熱拡散率
  • 熱伝導率
  • 比熱容量

温度範囲:-175~2800°C

有機発光ダイオード(OLED)は、電流を流すと発光する薄膜です。OLEDは、テレビ、携帯電話、コンピューターモニター、ディスプレイ画面など、様々な日常の電子機器に利用されています。OLEDデバイスの原料は、発光の寿命と最終製品の品質を延ばすために、純度が高いものを使用する必要があります。現在の研究では、輝度や解像度が高いOLEDの画面と白色OLED固体素子光デバイスの開発が目標となっています。研究者は材料科学に目を向けて、OLED材料の不純物を検出し、すべての最終用途条件で性能を向上できるように設計を最適化します。

displays and optics
動的機械分析 (DMA)
  • ガラス転移温度(Tg
  •  二次転移

弾性率 

  • 粘弾性(貯蔵弾性率、損失弾性率、tanδ)
  • クリープおよびクリープコンプライアンス
  • 応力緩和
  • 収縮および収縮力

機械的異方性の特性評価

バッチ間の材料再現性

材料の機械的特性

  • 貯蔵弾性率
  • ガラス転移(Tg

温度範囲:-150℃~600℃

レオロジー

温度範囲:-150℃~600℃

5Gは、より高速なインターネット速度、低遅延、インフラストラクチャーから消費者向け機器に至るまでの広範囲の業界への接続性の向上を提供します。5Gデバイスの材料には、アンテナ、PCB、ケース、フレーム、半導体、EMC、マイクロ波ミディアムセラミックが含まれ、これらは最終デバイスの最終用途の耐久性や機能性に対してテストを行い、最適化する必要があります。特に、研究者は、コストを削減し、性能を向上させる材料を調査するためにTAインスツルメントの材料分析ソリューションを利用して、以下を評価します:誘電特性

  • 安定性
  • 機械的特性
  • 熱放散
  • 加工可能性
動的機械分析 (DMA)
  • ガラス遷移温度(Tg
  •  二次転移

弾性率 

  • 粘弾性(貯蔵弾性率、損失弾性率、タンデルタ)
  • クリープおよびクリープコンプライアンス
  • 応力緩和
  • 収縮および収縮力

機械的異方性の特性評価

バッチ間の材料再現性

材料の機械的特性

  • 貯蔵弾性率
  • ガラス遷移(Tg

温度範囲:-150℃~600℃

熱機械分析(TMA)
  • コンポジットやラミネートの材料互換性
  • 故障分析
  • ガラス遷移温度(Tg)
  • 熱膨張係数(CTE)
  • 軟化点
  • 剥離する時間

450 RHは温度ではなく湿度の影響を測定

  • コンポジットやラミネートの材料互換性
  • 故障分析
  • 膨張や縮小
  • 水和膨脹係数(CTE)

温度範囲:-150℃~1000℃

機械試験ロードフレーム

材料強度

  • ヤング率、降伏強度、最大降伏強度、破断点伸び
  • 疲労と耐久性、SN曲線
  • 強度対温度

最終組み立て品の強度

  • 結合部や接合部の性能
  • 屈曲、曲げや破砕の故障ポイント
  • 疲労と耐久性、SN曲線
  • 強度対温度

光/レーザーフラッシュ法熱拡散率
  • 熱管理特性
  • 熱拡散率
  • 熱伝導
  • 比熱容量

温度範囲:-175~2800°C

レオロジー
  • 加工可能性(粘度)
  • 誘電測定を含む剪断

温度範囲:-150℃~600℃

リチウムイオン電池は、携帯電話から医療機器に至る様々な電子機器に電力を供給し、電気自動車やグリッドエネルギー貯蔵にますます利用されるようになっています。リチウムイオン電池は、既に普及していますが、性能、コスト、安全性に関してまだまだ改善の余地があります。研究者は、カソード、アノード、セパレータ、電解質の4つの主なバッテリーの部分の材料を最適化することにより、リチウムイオン電池を改善しています。Waters/TAインスツルメントは、熱分析、マイクロカロリメトリー、レオロジー、機械的試験のソリューションを通じて、リチウムイオンバッテリーの材料特性評価をサポートしています。バッテリーの研究者、考案者、製造専門家は、業界をリードする材料分析機器を利用し、より高い性能と安全性を実現できるバッテリーを開発しています。

動的機械分析 (DMA)
  • ガラス遷移温度(Tg
  •  二次転移

弾性率 

  • 粘弾性(貯蔵弾性率、損失弾性率、タンデルタ)
  • クリープおよびクリープコンプライアンス
  • 応力緩和
  • 収縮および収縮力

機械的異方性の特性評価

バッチ間の材料再現性

材料の機械的特性

  • 貯蔵弾性率
  • ガラス遷移(Tg

温度範囲:-150℃~600℃

機械試験ロードフレーム

材料強度

  • ヤング率、降伏強度、最大降伏強度、破断点伸び
  • 疲労と耐久性、SN曲線
  • 強度対温度

最終組み立て品の強度

  • 屈曲、曲げや破砕の故障ポイント
  • 疲労と耐久性、SN曲線
  • 強度対温度

光/レーザーフラッシュ法熱拡散率
  • 熱管理特性
  • 熱拡散率
  • 熱伝導
  • 比熱容量

温度範囲:-175~2800°C

レオロジー
  • スラリーの安定性
  • スラリーの粘度とポンパビリティー

温度範囲:-150℃~600℃

プリント基板(PCB)

プリント基板(PCB)は、ほとんどの電子機器装置の土台となっています。メーカーは、プリント基板の熱安定性を測定することにより、様々な温度における性能を特定し、熱や応力に対する耐久性のあるPCBを開発しています。熱安定性は、熱伝導率、ガラス転移、熱膨張の係数の影響を受けます。これらすべては、熱分析装置により測定されます。機械的安定性と耐久性は、電子部品材料の剛性や耐疲労性の影響を受けます。

PCB全体の品質を測定することに加えて、メーカーはワイヤーを所定の場所に固定し、PCBの構造を強化する硬化ラミネートや接着剤などのPCB材料に対してより詳細なテストを行います。硬化挙動は最終用途の性能や信頼性にとって重要なため、メーカーは熱分析を使用して、すばやく硬化のレベルを評価し、配合を調整します。熱硬化性樹脂の硬化レベルは、示差走査熱量測定(DSC)を使用したガラス転移温度(Tg)や残留硬化発熱の測定することで特定できます。小さな部品から完成品に至るまで、PCBは優れた材料特性評価によってすべての段階で改善されます。

動的機械分析 (DMA)
  • ガラス転移温度(Tg
  •  二次転移

弾性率 

  • 粘弾性(貯蔵弾性率、損失弾性率、tanδ)
  • クリープおよびクリープコンプライアンス
  • 応力緩和
  • 収縮および収縮力

機械的異方性の特性評価

バッチ間の材料再現性

材料の機械的特性

  • 貯蔵弾性率
  • ガラス転移(Tg

温度範囲:-150℃~600℃

熱機械分析(TMA)
  • コンポジットやラミネートの材料互換性
  • 不具合解析
  • ガラス転移温度(Tg)
  • 熱膨張係数(CTE)
  • 軟化点
  • 剥離する時間

450 RHは温度ではなく湿度の影響を測定

  • コンポジットやラミネートの材料互換性
  • 不具合解析
  • 膨張や収縮
  • 水和膨脹係数(CTE)

温度範囲:-150℃~1000℃

機械試験ロードフレーム

材料強度

  • ヤング率、降伏強度、最大降伏強度、破断点伸び
  • 疲労と耐久性、SN曲線
  • 強度対温度

最終製品の強度

  • 結合部や接合部の性能
  • 屈曲、曲げや破砕の故障ポイント
  • 疲労と耐久性、SN曲線
  • 強度対温度
熱重量分析アクセサリ (TGA)
  • 分解温度
  • 組成分析

SAは温度ではなく湿度の影響を測定

  • HAST試験
  • 水の吸収

温度範囲:RTから1500°C

示差走査熱量測定(DSC)
  • ガラス転移温度(Tg)

温度範囲:-180℃~725℃

光/レーザーフラッシュ法熱拡散率
  • 熱マネジメントプロパティ
  • 熱拡散率
  • 熱伝導率
  • 比熱容量

温度範囲:-175~2800°C

ディスプレイと光学技術

有機発光ダイオード(OLED)は、電流を流すと発光する薄膜です。OLEDは、テレビ、携帯電話、コンピューターモニター、ディスプレイ画面など、様々な日常の電子機器に利用されています。OLEDデバイスの原料は、発光の寿命と最終製品の品質を延ばすために、純度が高いものを使用する必要があります。現在の研究では、輝度や解像度が高いOLEDの画面と白色OLED固体素子光デバイスの開発が目標となっています。研究者は材料科学に目を向けて、OLED材料の不純物を検出し、すべての最終用途条件で性能を向上できるように設計を最適化します。

displays and optics
動的機械分析 (DMA)
  • ガラス転移温度(Tg
  •  二次転移

弾性率 

  • 粘弾性(貯蔵弾性率、損失弾性率、tanδ)
  • クリープおよびクリープコンプライアンス
  • 応力緩和
  • 収縮および収縮力

機械的異方性の特性評価

バッチ間の材料再現性

材料の機械的特性

  • 貯蔵弾性率
  • ガラス転移(Tg

温度範囲:-150℃~600℃

レオロジー

温度範囲:-150℃~600℃

5Gの材料

5Gは、より高速なインターネット速度、低遅延、インフラストラクチャーから消費者向け機器に至るまでの広範囲の業界への接続性の向上を提供します。5Gデバイスの材料には、アンテナ、PCB、ケース、フレーム、半導体、EMC、マイクロ波ミディアムセラミックが含まれ、これらは最終デバイスの最終用途の耐久性や機能性に対してテストを行い、最適化する必要があります。特に、研究者は、コストを削減し、性能を向上させる材料を調査するためにTAインスツルメントの材料分析ソリューションを利用して、以下を評価します:誘電特性

  • 安定性
  • 機械的特性
  • 熱放散
  • 加工可能性
動的機械分析 (DMA)
  • ガラス遷移温度(Tg
  •  二次転移

弾性率 

  • 粘弾性(貯蔵弾性率、損失弾性率、タンデルタ)
  • クリープおよびクリープコンプライアンス
  • 応力緩和
  • 収縮および収縮力

機械的異方性の特性評価

バッチ間の材料再現性

材料の機械的特性

  • 貯蔵弾性率
  • ガラス遷移(Tg

温度範囲:-150℃~600℃

熱機械分析(TMA)
  • コンポジットやラミネートの材料互換性
  • 故障分析
  • ガラス遷移温度(Tg)
  • 熱膨張係数(CTE)
  • 軟化点
  • 剥離する時間

450 RHは温度ではなく湿度の影響を測定

  • コンポジットやラミネートの材料互換性
  • 故障分析
  • 膨張や縮小
  • 水和膨脹係数(CTE)

温度範囲:-150℃~1000℃

機械試験ロードフレーム

材料強度

  • ヤング率、降伏強度、最大降伏強度、破断点伸び
  • 疲労と耐久性、SN曲線
  • 強度対温度

最終組み立て品の強度

  • 結合部や接合部の性能
  • 屈曲、曲げや破砕の故障ポイント
  • 疲労と耐久性、SN曲線
  • 強度対温度

光/レーザーフラッシュ法熱拡散率
  • 熱管理特性
  • 熱拡散率
  • 熱伝導
  • 比熱容量

温度範囲:-175~2800°C

レオロジー
  • 加工可能性(粘度)
  • 誘電測定を含む剪断

温度範囲:-150℃~600℃

エネルギー貯蔵

リチウムイオン電池は、携帯電話から医療機器に至る様々な電子機器に電力を供給し、電気自動車やグリッドエネルギー貯蔵にますます利用されるようになっています。リチウムイオン電池は、既に普及していますが、性能、コスト、安全性に関してまだまだ改善の余地があります。研究者は、カソード、アノード、セパレータ、電解質の4つの主なバッテリーの部分の材料を最適化することにより、リチウムイオン電池を改善しています。Waters/TAインスツルメントは、熱分析、マイクロカロリメトリー、レオロジー、機械的試験のソリューションを通じて、リチウムイオンバッテリーの材料特性評価をサポートしています。バッテリーの研究者、考案者、製造専門家は、業界をリードする材料分析機器を利用し、より高い性能と安全性を実現できるバッテリーを開発しています。

動的機械分析 (DMA)
  • ガラス遷移温度(Tg
  •  二次転移

弾性率 

  • 粘弾性(貯蔵弾性率、損失弾性率、タンデルタ)
  • クリープおよびクリープコンプライアンス
  • 応力緩和
  • 収縮および収縮力

機械的異方性の特性評価

バッチ間の材料再現性

材料の機械的特性

  • 貯蔵弾性率
  • ガラス遷移(Tg

温度範囲:-150℃~600℃

機械試験ロードフレーム

材料強度

  • ヤング率、降伏強度、最大降伏強度、破断点伸び
  • 疲労と耐久性、SN曲線
  • 強度対温度

最終組み立て品の強度

  • 屈曲、曲げや破砕の故障ポイント
  • 疲労と耐久性、SN曲線
  • 強度対温度

光/レーザーフラッシュ法熱拡散率
  • 熱管理特性
  • 熱拡散率
  • 熱伝導
  • 比熱容量

温度範囲:-175~2800°C

レオロジー
  • スラリーの安定性
  • スラリーの粘度とポンパビリティー

温度範囲:-150℃~600℃

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