Керамические подложки или листы используются в различных отраслях промышленности из-за их высокой теплопроводности, высокой электроизоляции, коррозионной стойкости и высокой износостойкости. Подложки являются неотъемлемой частью новейших разработок. Это связано с тем, что они обеспечивают базовую поддержку и являются важнейшими компонентами электрических цепей.
Продолжайте читать этот блог до конца, чтобы узнать больше об основных керамических подложках, о том, как они заменяют металлы в электронных устройствах 3C, об их применении и преимуществах.
Три наиболее распространенных керамических субстрата — это оксид алюминия, нитрид алюминия и оксид бериллия.
1 Керамическая подложка из оксида алюминия (Al2O3): Это один из самых популярных керамических субстратов. Поверхность оксида алюминия гладкая и имеет низкую пористость. Он используется в промышленной, возобновляемой и транспортной электрификации. Они используются для производства биомедицинских имплантатов, высокотемпературных печных труб и каталитических нейтрализаторов.
2 Керамическая подложка из нитрида алюминия (AlN): Он обеспечивает высокую механическую прочность, устойчивость к химическим продуктам, высокую теплопроводность, высокую стойкость к износу и коррозии, а также высокую электроизоляцию. Они в основном используются в оборудовании для спекания, элементах конструкции печей, медицинской технике и электронных датчиках.
3 Керамическая подложка из оксида бериллия (BeO): Это лучший проводник тепла и электроизолятор. Его электроизоляция похожа на изоляцию оксида алюминия. Обычно он используется в производстве электронных изоляторов и подложек, которым требуется эффективное рассеивание тепла для поддержания производительности и стабильности устройства. Они используются в микроволновых устройствах, вакуумных лампах, магнетронах и газовых лазерах.
Почему стоит выбрать керамические подложки?
Керамическая подложка обладает превосходными свойствами, которые делают ее пригодной для использования в электронных устройствах. Керамика доказала, что она лучше металлов благодаря своим превосходным термическим, механическим и химическим качествам. Ниже перечислены некоторые из ее основных свойств:
1 Физические свойства: Его физические свойства лучше всего подходят для портативных устройств, поскольку для их производства требуется легкий материал. Материал подложки уменьшает чистый вес устройства.
2 Химические свойства: Органический субстрат может выдерживать высокую температуру и устойчив к коррозии и окислению. Он также лучше всего подходит для использования в электрических устройствах из-за своих изоляционных свойств.
3 Механические свойства: Керамический материал обеспечивает высокую износостойкость, что обеспечивает длительную работу, как вы уже читали. Это делает их идеальными для высокопроизводительных вычислений и оборудования связи 5G.
Металлические подложки всегда использовались в 3C-электронике из-за их проводимости и прочности. Но с развитием технологий появляются такие проблемы, как неэффективное рассеивание тепла, риск коррозии и вес металлических подложек. Эти недостатки влияют на работу и долговечность современного электронного оборудования.
Поэтому для решения этих проблем в настоящее время в 3C-электронике используется керамика, которая доказала свою эффективность.
Применение керамических подложек в 3C-электронике
Существует множество областей применения керамических подложек. Вот некоторые из них:
1 Потребительская электроника: Керамические подложки широко используются в потребительской электронике. Они используются в смартфонах для уменьшения толщины устройства и управления теплом. Керамические подложки обеспечивают прочность и легкость, что делает их подходящими для носимых устройств.
2 Компьютерные устройства: Основная функция керамических подложек — рассеивание тепла для непрерывной работы. Ноутбуки и планшеты требуют прочности и портативности, которые предлагает керамика.
3 Устройства связи: Керамические подложки стали неотъемлемым компонентом модулей базовых станций, антенн и усилителей мощности. Это в основном связано с развитием сети 5G.
Преимущества керамических подложек
Керамические подложки имеют множество преимуществ. Некоторые из них перечислены ниже:
1 Устойчивость: Керамические подложки улучшают портативность благодаря своей легкости, что еще больше снижает вес устройства. Керамика экологически безопасна по сравнению с металлами. Она также поддерживает экологически чистые методы производства.
2. Адаптивность к окружающей среде: известно, что керамика выдерживает суровые условия, такие как высокая температура, высокая влажность и коррозионные условия. Электронные устройства служат дольше благодаря гибкости керамики. Кроме того, она требует меньше обслуживания и ремонта.
3 улучшения производительности: Керамика помогает улучшить общую производительность. Она эффективно рассеивает тепло и снижает риск перегрева. Это делает их идеальными для использования в высокочастотных коммуникационных приложениях, которые обеспечивают постоянную и надежную производительность.
Использование керамики в ИС и полупроводниках
Корпуса интегральных схем (ИС)
Микросхемы состоят из соединенных между собой кремниевых чип-компонентов. Керамические корпуса используются для обеспечения электроизоляции и герметичной поддержки в интегральных схемах.
Полупроводник
Основной керамикой в полупроводниковом секторе является плавленый кварц. Плавленый кварц используется в тиглях для кремниевых слитков, реакторах для эпитаксиального осаждения кремния, держателях пластин, инструментах для обработки отдельных пластин и ваннах для влажного травления.
Оксид алюминия также используется в оборудовании для обработки полупроводниковых пластин. Это обусловлено его электро- и теплоизоляционными свойствами. Он обеспечивает низкую диэлектрическую проницаемость и потери, высокую теплопроводность и химическую стабильность, необходимые для производительности и надежности подложек ИС и производства керамических полупроводниковых материалов.
Керамические печатные платы
Керамика — отличный изолятор, который предотвращает прохождение электрического тока. Она широко используется в высокочастотной электронике, светодиодном освещении и силовой электронике. Это, как правило, связано с тем, что она рассеивает тепло, улучшая производительность и долговечность. Она также используется в качестве материала подложки в печатных платах (ПП). Керамические ПП в основном используются в приложениях, требующих небольшого КТР (коэффициента теплового расширения) и схемах, требующих высокой теплопроводности.
Керамические печатные платы также используются в силовой электронике для управления высокими температурами и обеспечения термостабильности, необходимой для надлежащего рассеивания тепла. Керамические печатные платы гибкие и долговечные. Поэтому их можно настраивать для создания сложных механических и электрических конструкций.
FR-4 (Flame Retardant-4) широко признан стандартным материалом для производства печатных плат. Это эпоксидный смоляной слоистый материал, армированный стеклом, который используется в качестве керамического материала для печатных плат. Нормальный fr4 cte составляет от 14 до 17 ppm/°C.
Вы должны знать, как измерять трубы. Это поможет вам выбрать те, которые вам нужны и соответствуют вашим требованиям. Существуют различные способы измерения труб. Некоторые из них перечислены ниже:
1 Внешний диаметр (OD): Вы можете измерить внешний диаметр труб. Просто снимите измерения от одного внешнего контура трубы до ее противоположного контура. Расстояние между двумя точками даст вам внешний диаметр. Внешний диаметр также включает толщину трубы.
2 Внутренний диаметр (ID): Вы должны измерить внутренний диаметр труб. Это даст вам объем трубы и точно скажет вам, сколько вещества она может удерживать. Для этого измерьте один конец внутреннего контура трубы до ее противоположного контура. Теперь расстояние между двумя точками будет внутренним диаметром. Внутренний диаметр не включает толщину трубы.
3 Номинальный размер трубы (NPS): NPS говорит вам об общем размере трубы. Вы можете понять это, сложив внутренний диаметр с половиной толщины трубы. Это даст номинальный размер трубы. Например, если NPS трубы равен 4, то внешний диаметр будет 4,5 дюйма, а не 4 дюйма.
Размеры внешнего диаметра, внутреннего диаметра и номинального размера трубы
Важно понимать размеры внешнего диаметра, внутреннего диаметра и номинального размера трубы для точного измерения труб. Размеры следующие:
Внешний диаметр (OD): Если вы хотите измерить внешний диаметр 1-дюймовой трубы, вы будете удивлены, узнав, что он составит 1,342 дюйма, а не 1 дюйм. Это объясняется очевидной причиной: он также включает толщину материала.
Внутренний диаметр (ID): В случае внутреннего диаметра он будет меньше внешнего диаметра, поскольку не включает толщину трубы. Например, если 2-дюймовая труба Schedule 40 имеет внешний диаметр 2,375 дюйма, то ее внутренний диаметр будет 2,067 дюйма.
Люди обычно ищут внутренний диаметр при выборе труб из ПВХ. Это потому, что он даст вам нужный размер. Принимая во внимание внешний диаметр, вы можете получить больший размер трубы из ПВХ, чем требуется.
Номинальный размер трубы (NPS): Значение NPS обычно меньше наружного диаметра. Если значение номинального размера трубы составляет 2 дюйма, то наружный диаметр составит 2,375 дюйма. Это стандартный набор размеров труб, производимых в Северной Америке.
Толщина стенок трубы
Стенки труб имеют различную толщину. Это известно как Schedules. Самая популярная толщина труб — 40. Вы можете использовать Schedule 80 для использования труб с большей толщиной и прочностью. Это показывает, что более толстые стенки сделают трубу прочнее и долговечнее.
Заключение
После прочтения этого блога вы, должно быть, получили достаточно знаний о трех керамических подложках, которые впоследствии заменили металлы в электронных устройствах 3C. Они предлагают различные преимущества, такие как устойчивость, адаптивность к окружающей среде и повышение производительности. Керамические подложки также используются в интегральных схемах и полупроводниках.