Ηλεκτρονική κεραμική συσκευή μόνωσης

Ηλεκτρονική κεραμική συσκευή μόνωσης

Αναφέρεται ως πορσελάνη συσκευής, έχει εξαιρετικές ιδιότητες ηλεκτρικής μόνωσης και χρησιμοποιείται ως ηλεκτρονική κεραμική για δομικά μέρη, υποστρώματα και περιβλήματα σε ηλεκτρονικό εξοπλισμό και συσκευές. Η πορσελάνη της συσκευής μόνωσης περιλαμβάνει διάφορα μονωτικά, πλαίσια πηνίων, συγκρατητήρες σωλήνων, διακόπτες ταινιών, βραχίονες στήριξης πυκνωτών, υποστρώματα ολοκληρωμένου κυκλώματος και κελύφη συσκευασίας. Οι βασικές απαιτήσεις για αυτόν τον τύπο πορσελάνης είναι η χαμηλή διηλεκτρική σταθερά ε, η μικρή διηλεκτρική απώλεια tanδ, η υψηλή αντίσταση μόνωσης ρ, η υψηλή αντοχή στη διάσπαση E και τα καλά διηλεκτρικά χαρακτηριστικά θερμοκρασίας και τα χαρακτηριστικά συχνότητας. Επιπλέον, απαιτείται επίσης υψηλότερη μηχανική αντοχή και χημική σταθερότητα.

Μεταξύ αυτών των τύπων κεραμικών, η πορσελάνη ταλκ και η πορσελάνη αλουμίνας είναι τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα. Τα κύρια συστατικά κρυσταλλικής φάσης τους είναι και αντίστοιχα. Η πορσελάνη ταλκ έχει εξαιρετική ηλεκτρική μόνωση και χαμηλό κόστος και είναι μια τυπική πορσελάνη συσκευής υψηλής συχνότητας που χρησιμοποιείται σε ζώνες ραδιοσυχνοτήτων. Η πορσελάνη αλουμίνας είναι ένα είδος πορσελάνης συσκευής υψηλής συχνότητας, υψηλής θερμοκρασίας και υψηλής αντοχής με καλύτερη ηλεκτρική μόνωση. Οι ηλεκτρικές και φυσικές του ιδιότητες αυξάνονται με την αύξηση της περιεκτικότητας σε οξείδιο του αργιλίου. Συνήθως χρησιμοποιούνται πορσελάνη υψηλής αλουμίνας που περιέχει 75%, 95%και 99%αλουμίνα. Σε ορισμένα εξαιρετικά απαιτητικά ολοκληρωμένα κυκλώματα, χρησιμοποιείται ακόμη και καθαρή πορσελάνη κορούνδου με περιεκτικότητα σε οξείδιο του αργιλίου 99,9%, των οποίων οι ιδιότητες είναι παρόμοιες με τους μονόκρυστους ζαφείρι. Τα μειονεκτήματα της υψηλής πορσελάνης αλουμίνας, ιδιαίτερα της καθαρής πορσελάνης κορούνδου, είναι η δυσκολία στην κατασκευή, η υψηλή θερμοκρασία ψησίματος και η υψηλή τιμή.

Υπάρχει επίσης ένας τύπος πορσελάνης υψηλής θερμικής αγωγιμότητας που αντιπροσωπεύεται από οξείδιο του βηρυλλίου (BeO) στη συσκευή πορσελάνης. Η θερμική αγωγιμότητα σε θερμοκρασία δωματίου από πορσελάνη οξειδίου του βηρυλλίου που περιέχει BeO95% είναι η ίδια με αυτή του μετάλλου. Το οξείδιο του βηρυλλίου έχει επίσης καλές διηλεκτρικές ιδιότητες, αντοχή στη θερμοκρασία και υψηλή μηχανική αντοχή. Το μειονέκτημα είναι ότι η πρώτη ύλη του BeO είναι πολύ τοξική και το κεραμικό υλικό έχει υψηλή θερμοκρασία ψησίματος, γεγονός που περιορίζει την εφαρμογή του. Η πορσελάνη νιτριδίου του βορίου (BN) και η πορσελάνη νιτριδίου του αργιλίου (AlN) είναι επίσης πορσελάνες υψηλής θερμικής αγωγιμότητας. Αν και η θερμική τους αγωγιμότητα δεν είναι τόσο καλή όσο αυτή της πορσελάνης οξειδίου του βηρυλλίου, είναι μη τοξικές, οι ιδιότητες επεξεργασίας και διηλεκτρικές είναι καλές και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τρανζίστορ υψηλής συχνότητας και υψηλής ισχύος. Χρησιμοποιείται για τη διάχυση και τη μόνωση θερμότητας σε ολοκληρωμένα κυκλώματα μεγάλης κλίμακας.

Ανέπτυξε ένα είδος κεραμικής θερμής πίεσης με το SiC ως βασικό υλικό και ντοπαρισμένο με μικρή ποσότητα BeO και άλλες ακαθαρσίες. Αυτό το είδος κεραμικού έχει εξαιρετικές ιδιότητες μόνωσης και η θερμική του αγωγιμότητα είναι υψηλότερη από αυτή της πορσελάνης οξειδίου του βηρυλλίου με καθαρότητα 99%. Ο συντελεστής θερμικής διαστολής του είναι κοντά σε αυτόν των μονών κρυστάλλων πυριτίου σε μεγάλο εύρος θερμοκρασιών και αναμένεται να χρησιμοποιηθεί σε μεγάλης κλίμακας ολοκληρωμένα κυκλώματα με μεγάλη διάχυση ισχύος.

Η πορσελάνη χαμηλής περιεκτικότητας σε αλκάλια, η οποία χρησιμοποιείται ως μήτρα αντιστάσεων μεμβράνης άνθρακα και μεμβράνης, είναι επίσης μια σημαντική και φθηνή συσκευή πορσελάνης, αλλά η διηλεκτρική της απώλεια είναι μεγάλη και δεν είναι κατάλληλη για χρήση σε υψηλές συχνότητες.