Dispositivo elettronico di isolamento ceramico

Dispositivo elettronico di isolamento ceramico

Indicato come porcellana per dispositivi, ha eccellenti proprietà di isolamento elettrico ed è utilizzato come ceramica elettronica per parti strutturali, substrati e involucri in apparecchiature e dispositivi elettronici. La porcellana del dispositivo isolante comprende vari isolanti, telai a bobina, supporti per tubi, interruttori a banda, staffe di supporto del condensatore, substrati a circuito integrato e gusci di imballaggio. I requisiti di base per questo tipo di porcellana sono ε a bassa costante dielettrica, bassa perdita dielettrica tanδ, elevata resistività isolante ρ, elevata resistenza alla rottura E e buone caratteristiche di temperatura dielettrica e caratteristiche di frequenza. Inoltre, sono richieste anche una maggiore resistenza meccanica e stabilità chimica.

Tra questi tipi di ceramica, porcellana talco e porcellana di allumina sono i più utilizzati. I loro principali componenti di fase cristallina sono e rispettivamente. La porcellana talco ha un eccellente isolamento elettrico e un basso costo ed è una tipica porcellana per dispositivi ad alta frequenza utilizzata nelle bande a radiofrequenza. La porcellana di allumina è una sorta di porcellana ad alta frequenza, alta temperatura e dispositivo ad alta resistenza con un migliore isolamento elettrico. Le sue proprietà elettriche e fisiche aumentano con l'aumento del contenuto di ossido di alluminio. Comunemente utilizzati sono alta porcellana di allumina contenente 75%, 95% e 99% allumina. In alcuni circuiti integrati molto esigenti, viene utilizzata anche porcellana di corindone puro con un contenuto di ossido di alluminio del 99,9%, le cui proprietà sono simili ai singoli cristalli di zaffiro. Gli svantaggi della porcellana ad alta allumina, in particolare la porcellana di corindone pura, sono difficoltà nella produzione, alta temperatura di cottura e prezzo elevato.

C'è anche un tipo di porcellana ad alta conduttività termica rappresentata dall'ossido di berillio (BeO) nella porcellana del dispositivo. La conduttività termica a temperatura ambiente della porcellana di ossido di berillio contenente BeO95% è la stessa di quella del metallo. L'ossido di berillio ha anche buone proprietà dielettriche, resistenza alla temperatura e elevata resistenza meccanica. Lo svantaggio è che la materia prima di BeO è molto tossica e il materiale ceramico ha un'alta temperatura di cottura, che ne limita l'applicazione. La porcellana in nitrido di boro (BN) e la porcellana in nitruro di alluminio (AlN) sono anche porcellane ad alta conduttività termica. Sebbene la loro conducibilità termica non sia buona come quella della porcellana di ossido di berillio, sono atossiche, la processabilità e le proprietà dielettriche sono buone e possono essere utilizzate per transistor ad alta frequenza e ad alta potenza. Utilizzato per la dissipazione e l'isolamento del calore in circuiti integrati su larga scala.

Sviluppato una sorta di ceramica pressata a caldo con SiC come materiale di base e drogata con una piccola quantità di BeO e altre impurità. Questo tipo di ceramica ha eccellenti proprietà isolanti e la sua conduttività termica è superiore a quella della porcellana di ossido di berillio con una purezza del 99%. Il suo coefficiente di espansione termica è vicino a quello dei singoli cristalli di silicio in un ampio intervallo di temperatura, e si prevede che venga utilizzato in circuiti integrati su larga scala con grande dissipazione di potenza.

La porcellana feldspato a basso tenore di alcali, che viene utilizzata come matrice di pellicole di carbonio e resistori a film metallico, è anche una porcellana per dispositivi importante ed economica, ma la sua perdita dielettrica è grande e non è adatta per l'uso ad alte frequenze.