Elektronisk keramisk isoleringsenhed

Elektronisk keramisk isoleringsanordning

Betegnet som porcelæn til apparater, har fremragende elektriske isoleringsegenskaber og bruges som elektronisk keramik til konstruktionsdele, underlag og foringsrør i elektronisk udstyr og udstyr. Isolationsenhedens porcelæn omfatter forskellige isolatorer, spolestativer, rørholdere, båndkontakter, kondensatorstøttebeslag, integrerede kredsløbssubstrater og emballeringsskaller. De grundlæggende krav til denne type porcelæn er lav dielektrisk konstant ε, lille dielektrisk tab tanδ, høj isolationsresistivitet ρ, høj nedbrydningsstyrke E og gode dielektriske temperaturegenskaber og frekvenskarakteristika. Derudover kræves også højere mekanisk styrke og kemisk stabilitet.

Blandt disse typer keramik er talk porcelæn og alumina porcelæn de mest udbredte. Deres vigtigste krystallinske fase komponenter er og hhv. Talk porcelæn har fremragende elektrisk isolering og lave omkostninger, og er en typisk højfrekvent enhed porcelæn, der bruges i radiofrekvensbånd. Alumina porcelæn er en slags højfrekvent, høj temperatur og høj styrke enhed porcelæn med bedre elektrisk isolering. Dens elektriske og fysiske egenskaber stiger med stigningen i aluminiumoxidindholdet. Almindeligt brugt er porcelæn med højt aluminiumoxid indeholdende 75%, 95%og 99%aluminiumoxid. I nogle meget krævende integrerede kredsløb bruges endda rent korundporcelæn med et aluminiumoxidindhold på 99,9%, hvis egenskaber ligner enkeltkrystaller i safir. Ulemperne ved porcelæn med højt aluminiumoxid, især rent korundporcelæn, er vanskeligheder ved fremstilling, høj fyringstemperatur og høj pris.

Der er også en type porcelæn med høj termisk ledningsevne repræsenteret af berylliumoxid (BeO) i enhedens porcelæn. Varmeledningsevnen ved stuetemperatur for berylliumoxidporcelæn indeholdende BeO95% er den samme som for metal. Berylliumoxid har også gode dielektriske egenskaber, temperaturbestandighed og høj mekanisk styrke. Ulempen er, at råmaterialet i BeO er meget giftigt, og det keramiske materiale har en høj brændingstemperatur, hvilket begrænser dets anvendelse. Bornitrid (BN) porcelæn og aluminiumnitrid (AlN) porcelæn er også porcelæn med høj varmeledningsevne. Selvom deres varmeledningsevne ikke er så god som for berylliumoxidporcelæn, er de ikke-toksiske, bearbejdelighed og dielektriske egenskaber er gode og kan bruges til højfrekvente og kraftige transistorer. Anvendes til varmeafledning og isolering i store integrerede kredsløb.

Udviklede en slags varmpresset keramik med SiC som grundmateriale og dopet med en lille mængde BeO og andre urenheder. Denne form for keramik har fremragende isoleringsegenskaber, og dens varmeledningsevne er højere end for berylliumoxidporcelæn med en renhed på 99%. Dens termiske ekspansionskoefficient er tæt på silicium-enkeltkrystaller i et bredt temperaturområde og forventes at blive anvendt i store integrerede kredsløb med stor effekttab.

Lavalkali feldspat porcelæn, der bruges som matrix af kulfilm og metalfilm modstande, er også en vigtig og billig enhed porcelæn, men dets dielektriske tab er stort, og det er ikke egnet til brug ved høje frekvenser.