了解电子应用中使用的陶瓷

2024-04-28

了解电子应用中使用的陶瓷

电子系统设计和开发中使用的陶瓷材料无处不在。几千年来,陶瓷一直是人类文明不可或缺的一部分,其应用范围从陶器到航空航天工程。在电子领域,陶瓷因其独特的电气、机械和热性能组合而发挥着至关重要的作用。 

因此,氧化铝等陶瓷通过提供绝缘和耗散热量,在多层陶瓷电容器和电阻器中发挥着至关重要的作用。陶瓷基板和封装包含氧化铝和氧化铍,具有低介电损耗、优异的导热性和化学稳定性。因此,请阅读博客了解电子应用中使用的常见陶瓷。

无源元件中的陶瓷:

氧化铝具有优异的导电性,对于开发用于隔离不同层电极的多层陶瓷电容器(MLCC)和用于散热的电阻器非常重要。这些电容器在两个金属层之间层叠有陶瓷电介质,以存储电荷。陶瓷还用于电感器、热敏电阻和各种电路器件中以提供保护。

电子陶瓷 

压电:

铁电陶瓷因其压电特性而与压电陶瓷等同,主要用于制造压电器件,凸显了这些物质的显着用途。由于其较高的压电系数和机械属性,锆酸铅和钛酸钡是制造的首选。

绝缘体:

陶瓷产品用于绝缘体,因为它们提供

 

  • 介电损耗最小
  • 低介电常数
  • 高击穿电阻
  • 高绝缘电阻
  • 在不同频率和温度下保持恒定的介电特性。
  • 优异的化学稳定性和机械强度,可作为绝缘体高效运行。

 

这些产品用于各种应用,如火花塞、陶瓷电弧管、密封包装、裸露电线、电力电缆、线圈架、电子管支架、支撑支架和波段开关。这些电子陶瓷必须满足众多关键要求:

IC 和半导体中的陶瓷:

IC 基板:

陶瓷基板是可用于 IC 的扁平且薄的材料。三种常见的陶瓷基板材料是:

 

  • 氮化铝(AlN)
  • 氧化铝 (Al2O3)
  • 氧化铍 (BeO)

 

陶瓷基板具有低介电常数、高导热性、化学稳定性和低介电损耗等优点。

集成电路封装

一些在硅芯片上开发的 IC 电路可能会使用陶瓷,因为它们提供出色的气密支撑和电绝缘。

半导体制造:

熔融石英是半导体行业的主要陶瓷,可应用于:

 

  • 用于外延硅沉积的室
  • 硅锭安全壳
  • 用于固定晶圆的平台
  • 湿法蚀刻槽
  • 用于处理单个晶圆的工具

 

氧化铝以其热绝缘和电绝缘特性而闻名,广泛应用于半导体晶片加工设备中。

电陶瓷:

电陶瓷包括多种已知的铁氧体电路元件和永磁体应用。它们具有低温和高温共烧陶瓷和基底。此外,诸如掺镧钛酸锶(SLT)、掺钇钛酸锶(SYT)和氧化铟锡(ITO)等电子导电陶瓷在薄膜晶体管中也得到了应用。

陶瓷 PCB:

陶瓷 PCB 因其导电性较差而闻名,但它是优良的绝缘体,可以延迟不受限制的电流流动。由于这些 PCB 具有高介电常数和低信号损耗,因此可应用于微波电路、雷达系统和 RF 设备等高频电子产品。

 

此外,这些陶瓷为 LED 照明提供结构支撑,改善散热,延长使用寿命并提高性能。在电子产品中,陶瓷 PCB 可以控制高温并保持热稳定性。

玻璃陶瓷:

电子产品中使用的微晶玻璃可用于生产电视、计算机和移动设备的显示面板。通过将玻璃粉末添加到硬膜浆料中,可以为电子部件提供金属化。此外,它们在各种应用中用作玻璃密封件,以保护电子系统免受各种外部因素的影响。使用陶瓷的有机发光二极管 (OLED) 等柔性玻璃的开发取得了进展。

 

陶瓷在电子应用中的作用广泛且用途广泛。无论是改善能量存储和转换、增强数据存储能力,还是实现高性能半导体器件的生产,陶瓷都在不断突破电子技术的界限。当我们走向未来时,陶瓷的多功能性和适应性无疑将在塑造下一代电子设备(从柔性显示器到先进电力电子设备)方面发挥至关重要的作用。发挥陶瓷在电子领域的潜力,为数字时代的创新和进步开辟了令人兴奋的可能性。

 

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