Dispositif d'isolation électronique en céramique

Dispositif d'isolation électronique en céramique

Appelée porcelaine pour appareils, elle possède d'excellentes propriétés d'isolation électrique et est utilisée comme céramique électronique pour les pièces structurelles, les substrats et les boîtiers des équipements et appareils électroniques. La porcelaine du dispositif d'isolation comprend divers isolants, cadres de bobines, supports de tubes, commutateurs de bande, supports de support de condensateur, substrats de circuits intégrés et coques d'emballage. Les exigences de base pour ce type de porcelaine sont une faible constante diélectrique , une faible perte diélectrique tanδ, une résistivité d'isolation élevée ρ, une résistance élevée au claquage E et de bonnes caractéristiques de température diélectrique et de fréquence. De plus, une résistance mécanique et une stabilité chimique plus élevées sont également requises.

Parmi ces types de céramiques, la porcelaine de talc et la porcelaine d'alumine sont les plus utilisées. Leurs principaux composants de phase cristalline sont et respectivement. La porcelaine de talc a une excellente isolation électrique et un faible coût, et est une porcelaine de dispositif à haute fréquence typique utilisée dans les bandes de fréquences radio. La porcelaine d'alumine est une sorte de porcelaine à haute fréquence, haute température et haute résistance avec une meilleure isolation électrique. Ses propriétés électriques et physiques augmentent avec l'augmentation de la teneur en oxyde d'aluminium. Les porcelaines à haute teneur en alumine sont couramment utilisées et contiennent 75 %, 95 % et 99 % d'alumine. Dans certains circuits intégrés très exigeants, même de la porcelaine de corindon pur avec une teneur en oxyde d'aluminium de 99,9 % est utilisée, dont les propriétés sont similaires à celles des monocristaux de saphir. Les inconvénients de la porcelaine à haute teneur en alumine, en particulier de la porcelaine de corindon pur, sont la difficulté de fabrication, la température de cuisson élevée et le prix élevé.

Il existe également un type de porcelaine à haute conductivité thermique représenté par l'oxyde de béryllium (BeO) dans la porcelaine de l'appareil. La conductivité thermique à température ambiante de la porcelaine d'oxyde de béryllium contenant du BeO95% est la même que celle du métal. L'oxyde de béryllium a également de bonnes propriétés diélectriques, une résistance à la température et une résistance mécanique élevée. L'inconvénient est que la matière première du BeO est très toxique, et le matériau céramique a une température de cuisson élevée, ce qui limite son application. La porcelaine au nitrure de bore (BN) et la porcelaine au nitrure d'aluminium (AlN) sont également des porcelaines à haute conductivité thermique. Bien que leur conductivité thermique ne soit pas aussi bonne que celle de la porcelaine d'oxyde de béryllium, ils ne sont pas toxiques, leur aptitude au traitement et leurs propriétés diélectriques sont bonnes et peuvent être utilisés pour les transistors haute fréquence et haute puissance. Utilisé pour la dissipation thermique et l'isolation dans les circuits intégrés à grande échelle.

Développé une sorte de céramique pressée à chaud avec du SiC comme matériau de base et dopée avec une petite quantité de BeO et d'autres impuretés. Ce type de céramique a d'excellentes propriétés d'isolation et sa conductivité thermique est supérieure à celle de la porcelaine d'oxyde de béryllium avec une pureté de 99%. Son coefficient de dilatation thermique est proche de celui des monocristaux de silicium dans une large plage de températures et devrait être utilisé dans des circuits intégrés à grande échelle avec une grande dissipation de puissance.

La porcelaine de feldspath faiblement alcaline, qui est utilisée comme matrice de résistances à film de carbone et à film métallique, est également une porcelaine de dispositif importante et peu coûteuse, mais sa perte diélectrique est importante et elle ne convient pas à une utilisation à haute fréquence.