Wieso wird Silikon für flexible Elektronik eingesetzt?

Mit der rasanten technologischen Entwicklung haben sich organische Elektronikgeräte zu einer neuartigen Gerätekategorie entwickelt, die intensiv erforscht wird. Im Vergleich zu herkömmlichen Elektronikgeräten verfügen flexible organische Elektronikgeräte über flexiblere physikalische Eigenschaften und können in der isolierenden korrosionsempfindlichen Elektronik eingesetzt werden.

Flexible electronics has a wide range of application prospects, from the development of cell phones, tablet PCs, TVs, and other daily electronic products, to the development of medical, information, energy, defense, and other fields, flexible electrical materials can play an important role in applications of insulating corrosion sensitive electronic. Why use silicone for electronics flexible?

Silicone is a new type of material with unique properties and a wide range of applications, with good flexibility and tensile permanently flexible rubber; it has corrosion resistance, high dielectric strength, good transparency, and stability in a wide range of temperatures, can be used for large-area transparent flexible electronic devices or thermally stable device substrate material; it is easy to combine with the electronic material so that the electronic material is fixed to the surface; it’s electrical properties are stable over a wide temperature range, is widely used in electronic components. In recent years, from the development of cell phones, tablet PCs, TVs, and other daily-use electronic products, to the development of medical, information, energy, defense, and other fields.

Here’Hier sind einige Informationen dazu:

• Was ist flexible Elektronik?
• Wie lassen sich flexible Elektronikmaterialien klassifizieren?
• Was sind die Vorteile von Silikon?
• Wie wird Silikon in der flexiblen Elektronik angewendet?
• Welche Zukunftsperspektiven hat Silikon-flexible Elektronik?
• Wie wählt man Silikon-Rohmaterialien aus?

1. Was ist flexible Elektronik?

Flexible Elektronik ist eine Technologie, bei der anorganische/organische Bauelemente mit einem flexiblen Substrat verbunden werden, um Schaltkreise zu bilden. Im Vergleich zur herkömmlichen Siliziumelektronik bezieht sich flexible Elektronik auf dünnschichtige elektronische Geräte, die gebogen, gefaltet, verdreht, komprimiert, gedehnt oder sogar in beliebige Formen verformt werden können, dabei aber eine effiziente optoelektronische Leistung, Zuverlässigkeit und Integration beibehalten.

2. Wie klassifiziert man elektronische flexible Materialien?

2.1 Metallische Materialien

Metallic materials are generally gold, silver, copper, and other conductive electrical Materialien, die hauptsächlich für Elektroden, Leitungen und Koaxialkabelstecker verwendet werden. Für moderne Druckverfahren werden hauptsächlich leitfähige Nanotinten als leitfähige Materialien eingesetzt, einschließlich Nanopartikel und Nanodrähte. Neben guter Leitfähigkeit können metallische Nanopartikel zu Filtern gesintert oder zu Leitungsanschlüssen verarbeitet werden.

2.2 Organische Materialien

Großflächige Drucksensorarrays sind wichtig für die zukünftige Entwicklung tragbarer Sensoren. Drucksensoren, die auf piezoresistiven kapazitiven Signalgebungsmechanismen basieren, leiden unter Signalübersprechen, was zu ungenauen Messungen führt.

2.3 Anorganische Halbleitermaterialien

Inorganic semiconductor materials show excellent piezoelectric properties in the field of wearable flexible electronic sensors. The applications of electrical materials are promising.

2.4 Kohlenstoffmaterialien

In flexiblen tragbaren elektronischen Sensoren häufig verwendete Kohlenstoffmaterialien umfassen Kohlenstoffnanoröhren und Graphen. Kohlenstoffnanoröhren weisen hohe Kristallinität, gute elektrische Leitfähigkeit, große spezifische Oberfläche, durch den Syntheseprozess steuerbare Mikroporengröße auf, und die spezifische Oberflächenausnutzung kann bis zu 100% erreichen.

Graphen zeichnet sich durch Leichtigkeit, Dünnheit, Transparenz und gute elektrische sowie thermische Leitfähigkeit aus. Es hat äußerst wichtige und breite Anwendungsaussichten in den Bereichen Sensortechnologie, Mobilkommunikation, Informationstechnologie und Elektrofahrzeuge.

 

2.5 Flexibles Substrat

Um den Anforderungen flexibler elektronischer Geräte gerecht zu werden, sind Eigenschaften wie Dünnheit, Transparenz, Flexibilität und Dehnbarkeit, sowie Isolations- und Korrosionsbeständigkeit zu Schlüsselindikatoren für flexible Substrate geworden.

Gängige flexible Materialien sind Polyvinylalkohol (PVA), Polyester (PET), Polyimid (PI), Polyethylennaphthalat (PEN), elektronisches Silikon, Papier, Textilmaterialien und so weiter.

Polyimidmaterial bietet Vorteile wie Hitzebeständigkeit, Kältebeständigkeit, Chemikalienbeständigkeit und gute elektrische Eigenschaften. Es ist das vielversprechendste Material für flexible Elektronik. Bei der Auswahl des flexiblen Substrats müssen neben den Hitzebeständigkeitsmerkmalen auch die Transparenz des flexiblen Substrats, die Oberflächenrauheit und die Materialkosten als entscheidende Faktoren berücksichtigt werden.

PET ist kostengünstig und besitzt gute Lichtdurchlässigkeit, hat jedoch eine niedrige Umwandlungstemperatur von 70 bis 80 °C.°°C.

Elektronisches Silikon kann in vielen elektrischen Materialanwendungen eingesetzt werden und eignet sich ideal zur Abdichtung elektrischer Verbindungen, and isolierende korrosionsempfindliche Elektronik, diese Art von dauerhaft flexiblem Gummi kann lange halten, und so weiter.

Polydimethylsiloxan (PDMS) ist ein weit verbreitetes flexibles Material. Seine Vorteile umfassen einfache Verfügbarkeit, chemische Beständigkeit, Transparenz und gute thermische Stabilität. Insbesondere die differenzierten Eigenschaften von Adhäsion und Nicht-Adhäsion unter UV-Licht ermöglichen es, elektronische Materialien leicht auf der Oberfläche zu befestigen. Die hergestellten flexiblen Folien können auch als Substrate für flexible Bauteile verwendet werden.

3. Was sind die Vorteile von Silikon?

Silikon ist eine Klasse organischer Polymere, die aus Kohlenstoff-, Wasserstoff-, Sauerstoff- und Siliziumelementen bestehen und als elektrische Materialien folgende bedeutende Vorteile bieten.

3.1 Flexibilität

Silicone has excellent flexibility properties, its permanently flexible rubber can be bent or stretched in the case of maintaining its performance stability, and is suitable for applications in flexible electronic devices. Compared with traditional electrical materials, silicone is more flexible and ideally suited for the needs of devices with different shapes and curves.

3.2 Transparenz

Silikon verfügt über ausgezeichnete Lichtdurchlässigkeit sowie hohe Transmission von sichtbarem Licht und Infrarotlicht. Im Vergleich zu massivem silikonbasierten Material eignet sich Silikon besser für die Herstellung transparenter flexibler elektronischer Geräte wie beispielsweise intelligenter Vorhänge.

3.3 Biokompatibilität

Silikone sind biokompatibel und  geeignet für nicht-korrosive Aushärtungssysteme und können mit dem menschlichen Körper in Kontakt kommen, ohne allergische oder reizende Reaktionen zu verursachen. Daher besitzt Silikon großes Anwendungspotenzial im Gesundheitswesen, beispielsweise bei tragbaren medizinischen Geräten, Biosensoren usw.

4. Wie wendet man Silikon in flexibler Elektronik an?

Silikon findet im Bereich flexibler elektronischer Geräte breite Anwendung, wobei im Folgenden drei Forschungsbereiche näher betrachtet werden.

4.1 Tragbare Geräte

Flexible organische Elektronik kann auch im Bereich tragbarer Geräte eingesetzt werden. Im Vergleich zu herkömmlichen intelligenten Geräten kann flexible organische Elektronik die Bedürfnisse der Nutzer besser erfüllen, ermöglicht individuelle Gestaltung und besitzt gute Flexibilität.

Silicone’s flexibility and biocompatibility make it ideal for making wearable devices. For example, flexible electrodes made from flexible silicone can be used for functions such as heart rate monitoring and body temperature detection. In addition, flexible display panels and sensors in wearable devices, etc., can also be fabricated using silicone permanently flexible rubber for a better human-computer interaction experience.

XJY-8206 Methylvinyl-MQ-Silikonharz ist ein festes Pulverharz, das als verstärkendes Füllmittel für additionsvernetzendes Silikonkautschuk (raumtemperaturvernetzend) und als Grundrohstoff für hochtransparentes und hochfestes Silikon verwendet werden kann. Es eignet sich zur Herstellung von tragbaren medizinischen Geräten, Biosensoren usw.

4.2 Smartphones

Silikonanwendungen in Smartphones zeigen sich hauptsächlich bei Faltbildschirmen, unter-display Fingerabdruckerkennung usw. Flexibles Silikon ist faltbeständiger als Glas oder Hartplastik, was die Realisierbarkeit von Faltbildschirm-Handys ermöglicht. Gleichzeitig kann Silikon auch auf der Unterseite des Bildschirms angebracht werden, um ein flexibles Fingerabdruckerkennungsmodul zu schaffen, was die Sicherheit des Telefons erhöht und für Nutzer praktisch ist.

 

XJY-8205M Methyl-MQ-Silikonharz-Toluollösung ist ein wichtiger Rohstoff für Silikon-Haftklebstoff.

XJY-301 Silikon-Haftkleber Es handelt sich um eine spezifische Struktur aus Silikonharz und einem hochmolekularen Polydimethylsiloxan-Komplex, eine Art Klebstoff, der unter spezifischen Szenariobedingungen angewendet wird, und zeichnet sich durch Hitzebeständigkeit, hohe Stabilität, gute elektrische Isolierung, gute Transparenz usw. aus. Er wird weit verbreitet in elektronischen Schutzfolien, Handydisplays und anderen elektronischen Bereichen eingesetzt.

4.3 Elektronische Haut

Flexible organische Elektronik kann im Bereich der Medizinprodukte verwendet werden. Flexible organische Elektronik kann die herkömmliche Mehrparameter-Erfassungsausrüstung ersetzen und ist ideal für nicht-korrosive Härtungssysteme geeignet, was für Nutzer von medizinischen Geräten komfortabler und zugleich tragbarer ist. Gleichzeitig kann flexible organische Elektronik flexibel auf der Haut angewandt werden, um tragbarere medizinische Dienstleistungen zu bieten.

E-Skin ist ein flexibler Sensor, der der menschlichen Haut ähnelt und menschliche physiologische Signale in Echtzeit erfassen und überwachen kann. Als Hauptsubstrat der elektronischen Haut kann Silikon die Echtzeiterkennung von Gesichtsausdrücken, Fingeraktivitäten und anderen subtilen Bewegungen realisieren, mit einem breiten Anwendungsspektrum in Medizin, Gesundheit und Mensch-Maschine-Interaktion.

5. Wie wird sich die Silikon-flexible Elektronik entwickeln?

Obwohl Silikon im Bereich flexibler elektronischer Geräte bereits gewisse Forschungsfortschritte und Anwendungserfolge erzielt hat, ist sein zukünftiges Entwicklungspotenzial immer noch enorm.

5.1 Entwicklung neuer Arten

In Zukunft können neue Arten von Silikon entwickelt werden, um deren Leistung und Stabilität zu verbessern und so den Leistungsanforderungen flexibler elektronischer Geräte gerecht zu werden.

5.2 Zusammenarbeit in mehreren Bereichen

Die Anwendung von Silikon im Bereich flexibler elektronischer Geräte erfordert interdisziplinäre Zusammenarbeit, einschließlich Experten aus den Bereichen Wissenschaft, Elektrotechnik und Biomedizin, um eine umfassendere Lösung für die Entwicklung und Anwendung von Silikon zu bieten.

5.3 Ausweitung der Anwendungsbereiche

Neben bestehenden tragbaren Geräten, Smartphones, elektronischer Haut und anderen Bereichen eignet sich Silikon ideal für nicht-korrosive Härtungssysteme und kann auch im Energiebereich, bei Umweltüberwachungs-Photovoltaikgeräten und anderen Aspekten vertieft erforscht und angewendet werden, um seine Anwendungsbereiche zu erweitern.

6. Wie wählt man Silikonrohstoffe aus?

Die Forschung zur Anwendung von Silikon in flexiblen elektronischen Geräten wird vertieft, wobei deren Vorteile, Herausforderungen und isolierende korrosionsempfindliche Elektronik  prospects for future development are worthy of attention. With the progress of science and technology and interdisciplinary cooperation, electronic-grade silicone makes flexible electronic devices better, and silicone is ideally suited for non-corrosive curing system, bringing more convenience and innovation to our daily lives. How to make your products specifically formulated and ideally suited for the market’s needs?

XJY Silikone ist einer der führenden Silikon MQ-Harz und VMQ-Silikon Hersteller in China, mit mehr als 30 Jahren F&E- und Fertigungserfahrung in der Silikonindustrie sowie mehr als 15 verwandten Patenten und technischer Unterstützung, können über Großserienproduktion und ausreichende Belüftung verfügen. Unser Silikonrohprodukte können die Bedürfnisse der Elektronikbereich und unterstützen die Bereitstellung diversifizierter maßgeschneiderter Lösungen.