주로 산화물로 구성된 많은 소결체 재료는 전자 기능 부품의 생산에 널리 사용됩니다.. 전자세라믹의 제조공정은 기존의 세라믹과 거의 동일합니다..
전자도자기, 또는 전자 산업을 위한 세라믹, 일반 전력용 세라믹과 화학적 조성이 근본적으로 다릅니다., 미세구조 및 전기기계적 특성. 이러한 차이점은 전자 산업에서 전자 세라믹에 대해 제시한 일련의 특수 기술 요구 사항에 의해 형성됩니다., 가장 중요한 것은 높은 기계적 강도를 갖는 것입니다, 고온 및 습도 저항, 내방사선성, 및 광범위한 유전 상수. 유전 손실 탄젠트 값이 작다, 그리고 커패시턴스 온도 계수는 조정될 수 있습니다 (또는 커패시턴스 변화율을 조정할 수 있습니다). 높은 전기 강도 및 절연 저항, 우수한 노화 성능.
전자도자기 기능과 용도에 따라 5가지로 나눌 수 있습니다.: 절연 세라믹, 커패시터 세라믹, 강유전성 세라믹스, 반도체 세라믹 및 이온 세라믹.
절연 장치 세라믹
장치 도자기라고 함, 전기절연성이 우수하여 구조부품용 전자세라믹으로 사용, 전자 장비 및 장치의 기판 및 케이싱. 절연 장치 도자기에는 다양한 절연체가 포함됩니다., 코일 프레임, 튜브 홀더, 밴드 스위치, 커패시터 지지 브래킷, 집적 회로 기판 및 패키징 쉘. 이 유형의 도자기에 대한 기본 요구 사항은 낮은 유전 상수 ε, 작은 유전 손실 tanδ, 높은 절연 저항 ρ, 높은 파괴 강도 E, 및 양호한 유전 온도 특성 및 주파수 특성. 게다가, 더 높은 기계적 강도와 화학적 안정성도 필요합니다..
이러한 종류의 도자기 중에서, 활석 도자기와 알루미나 도자기가 가장 널리 사용됩니다.. 이들의 주요 결정상 성분은 각각 및. 탈크 도자기는 전기 절연성이 우수하고 비용이 저렴합니다., 무선 주파수 대역에서 사용되는 전형적인 고주파 장치 도자기입니다. 알루미나 도자기는 일종의 고주파, 더 나은 전기 절연성을 가진 고온 및 고강도 장치 도자기. 산화알루미늄 함량이 증가함에 따라 전기적 및 물리적 특성이 증가합니다.. 일반적으로 사용되는 고 알루미나 도자기는 75%, 95%, 그리고 99% 알루미나. 일부 매우 까다로운 집적 회로에서, 산화알루미늄 함량이 높은 순수한 커런덤 도자기도 99.9% 사용, 그 특성은 사파이어 단결정과 유사합니다.. 고 알루미나 도자기의 단점, 특히 순수한 커런덤 도자기, 제조에 어려움이 있다, 높은 소성 온도 및 높은 가격.
베릴륨 산화물로 대표되는 열전도율이 높은 도자기의 한 종류도 있습니다. (베오) 장치 도자기에서. BeO95%를 함유한 산화베릴륨 도자기의 상온 열전도율은 금속과 동일. 산화 베릴륨은 유전 특성도 우수합니다., 온도 저항 및 높은 기계적 강도. 단점은 BeO의 원료가 매우 유독하다는 것입니다., 세라믹 재료는 높은 소성 온도를 가지고 있습니다., 적용을 제한하는. 질화붕소 (비엔) 도자기와 질화알루미늄 (알엔) 도자기는 또한 열전도율이 높은 도자기입니다.. 열전도율은 산화 베릴륨 도자기만큼 좋지는 않지만, 그들은 무독성입니다, 가공성 및 유전 특성이 좋다, 고주파 및 고전력 트랜지스터에 사용할 수 있습니다.. 대규모 집적회로의 방열 및 절연에 사용.
SiC를 모재로 하고 소량의 BeO 및 기타 불순물을 도핑한 일종의 열간압착 세라믹 개발. 이러한 종류의 세라믹은 우수한 절연 특성을 가지고 있습니다., 그것의 열전도율은 순도의 베릴륨 산화물 도자기보다 높습니다. 99%. 그것의 열팽창 계수는 넓은 온도 범위에서 실리콘 단결정의 열팽창 계수에 가깝습니다., 전력 손실이 큰 대규모 집적 회로에 사용될 것으로 예상됩니다..
저알칼리 장석 자기, 탄소막과 금속막 저항기의 매트릭스로 사용, 또한 중요하고 저렴한 장치 도자기입니다, 그러나 유전 손실이 커서 고주파에서 사용하기에 적합하지 않습니다..
커패시터 세라믹
커패시터 유전체로 사용되는 전자 세라믹. 이 유형의 도자기는 가장 많이 소비되고 사양이 가장 다양합니다.. 주요 제품은 고주파 및 저주파 커패시터 세라믹과 반도체 커패시터 세라믹입니다..
고주파 콘덴서 도자기 는 클래스 I 콘덴서 도자기에 속합니다, 주로 고주파 회로에서 고안정성 세라믹 커패시터 및 온도 보상 커패시터 제조에 사용. 이 유형의 세라믹의 주요 구성 요소는 대부분 알칼리 토류 또는 희토류 금속 티타네이트 및 티타네이트 기반 고용체입니다. (테이블 1).
전자도자기
다양한 세라믹 구성 요소를 선택하면 유전 상수가 다른 고주파 커패시터 세라믹을 얻을 수 있습니다., 다양한 온도 보상의 요구를 충족시키는 유전 손실 탄젠트 tanδ 및 유전 온도 계수 αε. 표의 바륨 테트라 티타 네이트 도자기는 열 안정성이 높은 커패시터 유전체 일뿐만 아니라, 뿐만 아니라 우수한 마이크로파 유전체 재료.
저주파 콘덴서 도자기 는 클래스 Ⅱ 콘덴서 도자기에 속합니다, 바이패스용 세라믹 콘덴서 제조에 주로 사용되는, 저주파 회로의 DC 차단 및 필터링. 주요 특징은 높은 유전 상수 ε, 큰 손실 탄젠트, 온도에 따른 tanδ 및 ε의 큰 변화율. 이 유형의 세라믹 중 가장 널리 사용되는 것은 강유전성 바륨 티타네이트입니다. (BaTiO3) 주성분으로, 높은 ε으로 수정을 도핑하여 얻은 것 (Si3n4 세라믹 기판 20000 실온에서) 및 낮은 ε 온도 변화율. 온화한 상변화 강유전성 납 마그네슘 니오브산염으로 주로 구성된 저온 소결 저주파 모놀리식 커패시터 세라믹 (PbMg1/3Nb2/3O3) 또한 중요한 저주파 커패시터 세라믹.
반도체 커패시터 세라믹 반도체화된 세라믹의 외면 또는 내면에 형성되는 절연층 (입계) 결정 입자 사이에는 커패시터 유전체인 전자 세라믹이 있습니다.. 그 중, 세라믹 입계층의 유전 특성을 이용하여 만든 경계층 커패시터는 새로운 유형의 고성능 및 고신뢰성 커패시터입니다., 유전 손실이 작은 것, 높은 절연 저항 및 높은 작동 전압. 이 세라믹의 겉보기 유전 상수는 매우 높습니다. (Si3n4 세라믹 기판 105), 낮은 유전 손실 (미만 1%), 높은 체적 저항 (보다 높은 1011 옴·센티미터), 및 높은 유전 분산 주파수 (~ 위에 1 GHz) ), 좋은 습기 저항, 고성능이다, 고 안정성 커패시터 매체. 강유전성 세라믹스 강유전성 결정을 주결정상으로 하는 전자세라믹. 지금까지 발견된 강유전성 결정의 종류는 천 가지가 넘습니다., 그러나 강유전성 세라믹의 주요 결정상으로, 주로 페로브스카이트 또는 준 페로브스카이트 유형 강유전성 결정 또는 고용체가 있습니다. 특정 온도 범위에서, 인가된 전기장에 따라 방향을 변경할 수 있는 결정에 자발적 분극이 있습니다.. 이것은 결정의 강유전성이다.. 온도가 특정 임계값을 초과할 때 ─ ─ 퀴리 온도 TC, 편광 강도가 0으로 떨어집니다., 결정이 강유전성을 잃다, 정상적인 상유전성 결정이 됩니다.; 동시에, 결정체는 강유전체상을 상유전성 상으로 변화. 강유전체의 분극 강도도 전기장에 따라 크게 변합니다..
전자도자기
강유전체의 중요한 미시적 특징은 전기적 도메인 구조입니다., 그건, 강유전체는 특정 방향으로 포화 상태로 자발적으로 분극되는 많은 작은 영역을 가지고 있습니다. ─ ─ 전기 영역. 방향이 다른 이러한 도메인은 도메인 벽으로 구분됩니다.. 비교적 강한 외부 전기장의 작용하에, 이 다중 영역 결정은 전기장에 의해 강제로 배향되어 단일 영역이 될 수 있습니다.. 전기 도메인이 외부 전기장으로 방향을 바꾸는 이러한 종류의 동적 과정, 도메인 벽의 이동 및 새로운 도메인의 핵 생성 및 성장 포함.
강유전체 세라믹
다기능 및 다용도. 압전 특성을 이용하여 압전 소자로 만들 수 있음, 강유전성 세라믹의 주요 응용 분야입니다., 그래서 강유전성 세라믹은 종종 압전 세라믹이라고합니다.. 강유전체 세라믹의 초전 특성을 이용한 (온도 변화에 따른 분극 강도의 변화로 인해 강유전체 표면에 전하가 방출되는 효과) 적외선 감지기로 만들 수 있습니다, 온도 측정에 사용할 수 있는, 온도 제어, 원격 감지, 및 생물학, 의학 및 기타 분야는 중요한 응용 가치가 있습니다. 전형적인 초전 세라믹에는 납 티타네이트가 포함됩니다. (PbTiO3) 등등. 투명 강유전체 세라믹 PLZT의 강력한 전기광학 효과 활용 (란탄 도핑된 지르콘산 납 티타네이트) (투명 강유전체 세라믹의 광학적 특성은 외부 전기장에 의한 투명 강유전체 세라믹의 도메인 상태 제어에 의해 변화, 따라서 전자 제어 복굴절 및 전자 제어 빛 산란 효과를 나타냅니다.) 레이저 변조기와 같은 새로운 장치로 만들 수 있습니다., 광전 디스플레이, 광학 정보 저장, 광 스위치, 광전 센서, 이미지 저장 및 디스플레이, 및 레이저 또는 핵 방사선 보호 안경.
반도체 세라믹
반도체 결정립과 절연성을 갖는 전자세라믹 (또는 반도체) 반도체화 조치를 통한 결정립계, 따라서 강력한 인터페이스 장벽 및 기타 반도체 특성을 나타냅니다..
세라믹 반도체화에는 두 가지 주요 방법이 있습니다.: 강제환원법 및 도너 도핑법 (원자가 제어 방법이라고도 함). 두 방법 모두 세라믹 결정에 이온 결손과 같은 결함을 형성하는 것입니다., 따라서 많은 수의 전도성 전자를 제공합니다., 세라믹의 결정립이 특정 유형이 되도록 (일반적으로 N형) 반도체. 이러한 결정립 사이의 중간층은 절연층 또는 다른 유형입니다. (P형) 반도체층.
반도체 세라믹에는 여러 가지 유형이 있습니다., 반도체 세라믹의 결정립 특성으로 만들어진 다양한 음의 온도 계수 서미스터 포함; 입계 특성으로 만든 반도체 커패시터, ZnO 배리스터, 및 BaTiO3 시리즈 양의 온도 계수 서미스터 저항기, CdS/Cu2S 태양전지; 및 표면 특성으로 만들어진 다양한 세라믹 습기에 민감한 저항기 및 가스에 민감한 저항기. 테이블 2 센서용 일반적인 반도체 세라믹 목록.
CdS/Cu2S 광전 세라믹은 절연 입계층의 특성을 이용한 위의 표에 나열된 반도체 세라믹과 다릅니다.. N형 CdS와 P형 Cu2S 입계층 사이의 PN 이종접합의 광기전력 효과를 이용. 이를 이용하여 만든 세라믹 태양전지는 무인 스테이션의 전원 및 전자 기기의 광전 결합 장치로 사용할 수 있습니다..
이온 세라믹
이온 전도성이 빠른 전자 세라믹. 양이온의 빠른 전달 특성이 있습니다.. 대표적인 것이 β-Al2O3 자기. 이러한 종류의 세라믹의 이온 전도성은 도달할 수 있습니다. 0.1/(옴·센티미터) 300℃에서, 높은 에너지 비율로 보다 경제적인 고체 배터리를 만드는 데 사용할 수 있습니다., 또한 에너지 저장 밀도가 높은 완속 방전 커패시터를 만들 수 있습니다.. 에너지 문제 해결에 도움이 되는 소재입니다..
FUBOON 고급 엔지니어 팀.
