Elektronska keramična izolacijska naprava

Elektronska keramična izolacijska naprava

Porcelan z napravo ima odlične električne izolacijske lastnosti in se uporablja kot elektronska keramika za strukturne dele, substrate in ohišja v elektronski opremi in napravah. Izolacijska naprava porcelana vključuje različne izolatorje, okvirje tuljave, držala za cevi, pasovna stikala, kondenzatorske podporne nosilce, integrirane vezne substrate in ovojnice za pakiranje. Osnovne zahteve za to vrsto porcelana so nizka dielektrična konstanta ε, majhna dielektrična izguba tanδ, visoka izolacijska odpornost ρ, visoka razčlenitev trdnost E, ter dobre dielektrične temperaturne značilnosti in frekvenčne značilnosti. Poleg tega sta potrebna tudi višja mehanska trdnost in kemijska stabilnost.

Med temi vrstami keramike sta najbolj razširjena smukač porcelan in alumina porcelan. Njihove glavne komponente kristalne faze so in oziroma. Talni porcelan ima odlično električno izolacijo in nizke stroške, in je tipična visokofrekvenčni porcelan naprave, ki se uporablja v radijskih frekvenčni pasovi. Alumina porcelan je nekakšna visoko frekvenčni, visokotemperaturni in visoko trdnostni porcelanasti porcelana z boljšo električno izolacijo. Njegove električne in fizične lastnosti se povečujejo s povečanjem vsebnosti aluminijevega oksida. Pogosto se uporabljajo za visoko alumino porcelana, ki vsebuje 75%, 95%, in 99% aluminija. V nekaterih zelo zahtevnih integriranih tokokrogah se uporablja tudi čisti korundumski porcelan z vsebnostjo aluminijevega oksida 99,9%, katerih lastnosti so podobne safirnim enotnim kristalom. Slabosti visoko aluminijevega porcelana, zlasti čistega korundum porcelana, so težave pri proizvodnji, visoki temperaturi izžiganja in visoki ceni.

Obstaja tudi vrsta porcelana visoke toplotne prevodnosti, ki ga predstavlja beryllium oksid (BeO) v napravi porcelana. Sobna temperaturna toplotna prevodnost porcelana iz beryllium oksida, ki vsebuje beO95%, je enaka temperaturi kovine. Berilijev oksid ima tudi dobre dielektrične lastnosti, temperaturno odpornost in visoko mehansko trdnost. Pomanjkljivost je v tem, da je surovina BeO zelo strupene, keramični material pa ima visoko temperaturo izžiganja, kar omejuje njegovo uporabo. Boron nitride (BN) porcelana in aluminij nitrid (AlN) porcelana so tudi visoko toplotno prevodnost porcelani. Čeprav njihova toplotna prevodnost ni tako dobra kot pri porcelanu berilijevega oksida, so nestrupene, predelljivost in dielektrične lastnosti so dobre in se lahko uporabljajo za visoko frekvenčne in visokomočne transistorje. Uporablja se za toplotno disipacijo in izolacijo v obsežnih integriranih krogih.

Razvil vrsto vroče stiskane keramike s SiC kot osnovni material in doped z majhno količino BeO in druge nečistoče. Ta vrsta keramike ima odlične izolacijske lastnosti, njena toplotna prevodnost pa je višja od toplotne prevodnosti porcelana z 99%. Koeficient toplotne širitve je blizu silicijevih enojnih kristalov v širokem temperaturnem območju in naj bi se uporabljal v obsežnih integriranih krogih z velikim razkrojem moči.

Nizko-alkalni feldspar porcelan, ki se uporablja kot matrika ogljikovega filma in kovinskih filmskih odpornosti, je tudi pomemben in poceni naprava porcelana, vendar je njegova dielektrična izguba velika in ni primerna za uporabo na visokih frekvencah.