Elektronisches Keramik-Isoliergerät

Elektronisches keramisches Isoliergerät

Als Geräteporzellan bezeichnet, besitzt es hervorragende elektrische Isolationseigenschaften und wird als elektronische Keramik für Bauteile, Substrate und Gehäuse in elektronischen Geräten und Geräten verwendet. Das Porzellan von Isoliergeräten umfasst verschiedene Isolatoren, Spulenrahmen, Röhrenhalter, Bandschalter, Kondensatorhalterungen, Substrate für integrierte Schaltungen und Gehäuseschalen. Die Grundvoraussetzungen für diese Art von Porzellan sind eine niedrige Dielektrizitätskonstante ε, ein kleiner dielektrischer Verlust tanδ, ein hoher Isolationswiderstand ρ, eine hohe Durchschlagsfestigkeit E und gute dielektrische Temperatur- und Frequenzeigenschaften. Darüber hinaus sind auch eine höhere mechanische Festigkeit und chemische Stabilität erforderlich.

Unter diesen Keramikarten werden Talkporzellan und Aluminiumoxidporzellan am häufigsten verwendet. Ihre Hauptkomponenten der kristallinen Phase sind bzw.. Talkporzellan hat eine ausgezeichnete elektrische Isolierung und niedrige Kosten und ist ein typisches Hochfrequenzgerätporzellan, das in Radiofrequenzbändern verwendet wird. Aluminiumoxidporzellan ist eine Art Hochfrequenz-, Hochtemperatur- und hochfestes Geräteporzellan mit besserer elektrischer Isolierung. Seine elektrischen und physikalischen Eigenschaften nehmen mit steigendem Aluminiumoxidgehalt zu. Üblicherweise wird Porzellan mit hohem Aluminiumoxidgehalt verwendet, das 75 %, 95 % und 99 % Aluminiumoxid enthält. In einigen sehr anspruchsvollen integrierten Schaltkreisen wird sogar reines Korundporzellan mit einem Aluminiumoxidgehalt von 99,9 % verwendet, dessen Eigenschaften denen von Saphir-Einkristallen ähneln. Die Nachteile von Porzellan mit hohem Tonerdegehalt, insbesondere reinem Korundporzellan, sind Schwierigkeiten bei der Herstellung, hohe Brenntemperatur und hoher Preis.

Es gibt auch eine Art von Porzellan mit hoher Wärmeleitfähigkeit, das durch Berylliumoxid (BeO) in dem Geräteporzellan repräsentiert wird. Die Wärmeleitfähigkeit von Berylliumoxid-Porzellan mit BeO95% bei Raumtemperatur ist die gleiche wie die von Metall. Berylliumoxid hat auch gute dielektrische Eigenschaften, Temperaturbeständigkeit und hohe mechanische Festigkeit. Der Nachteil besteht darin, dass der Rohstoff von BeO sehr giftig ist und das keramische Material eine hohe Brenntemperatur hat, was seine Anwendung einschränkt. Bornitrid (BN)-Porzellan und Aluminiumnitrid (AlN)-Porzellan sind ebenfalls Porzellane mit hoher Wärmeleitfähigkeit. Obwohl ihre Wärmeleitfähigkeit nicht so gut ist wie die von Berylliumoxid-Porzellan, sind sie ungiftig, die Verarbeitbarkeit und die dielektrischen Eigenschaften sind gut und können für Hochfrequenz- und Hochleistungstransistoren verwendet werden. Wird zur Wärmeableitung und Isolierung in großen integrierten Schaltkreisen verwendet.

Entwickelte eine Art heißgepresste Keramik mit SiC als Basismaterial und dotiert mit einer geringen Menge BeO und anderen Verunreinigungen. Diese Art von Keramik hat ausgezeichnete Isolationseigenschaften und ihre Wärmeleitfähigkeit ist höher als die von Berylliumoxid-Porzellan mit einer Reinheit von 99%. Sein thermischer Ausdehnungskoeffizient liegt in einem weiten Temperaturbereich nahe dem von Silizium-Einkristallen, und es wird erwartet, dass er in großen integrierten Schaltungen mit großer Verlustleistung verwendet wird.

Alkalisches Feldspatporzellan, das als Matrix von Kohlenstofffilm- und Metallfilmwiderständen verwendet wird, ist ebenfalls ein wichtiges und kostengünstiges Geräteporzellan, aber sein dielektrischer Verlust ist groß und es ist nicht für die Verwendung bei hohen Frequenzen geeignet.