RSS

Стъкло, ситал, керамика

Стъклата, ситалите и керамиката имат доста широко приложение в микроелектрониката.

Стъкло

Силикатното стъкло е един от най-старите материали, известно на човечеството, и производството му отдавна е в широки мащаби.  Стъклата са термодинамично неравновесни системи. Те представляват неподредени структури. Нямат определен химически състав и определена температура на топене, (изключение е кварцовото стъкло).  Основата в строежа на силикатните стъкла е комплексът SiO44- – тетраедър с много здрави връзки.  Преимуществата на стъклата в сравнение с други материали са:

  • Съвършена изотропия и обемна еднородност, обусловени от за получаване-затвърдяване на добре хомогенизирана стопилка;
  • Малка газопроницаемост, вакуумна плътност;
  • Ниска адсобационна способност, стабилност и абразивна устойчивост на повърхността, позволяваща лесно измиване на стъклената апаратура;
  • Широк диапазон на състава на стъклата и възможност за удоволетворение на изисквания към електрични, механични, оптични и топлофизични свойства;
  • Висока технологичност.

Недостатъци:

  • Ниска топлопроводимост;
  • Крехкост;
  • Ниска механична здравина.

Стъклообразуващи съединения са SiO2, B2O3, P2O5, Y2O3.  Свойствата на стъклото зависят не само от основния оксид, но и от примесите в него, наречени още модификатори.  Най-широко приложение в технологията на интегралните схеми намира кварцовото стъкло.

Ситал

Стремежът към отстраняване на основните недостатъци на стъклото, а именно повишаване на устойчивостта му към механични и термични въздействия, е довел до създаване на стъклокристалическия материал ситал.  Той представлява продукт на кристализацията на стъкло с много малки (около 1µm) равномерно разпределени кристалчета, срастнали или разделени с тънка прослойка остатъчно стъкло. Ситалите заемат междинно положение между стъклото и керамиката.  Технологична схема за изготвяне на ситал:

стъкло маса –> формиране на изделие –> термична обработка при 500-700 ?С  за образуване на кристални зародиши –>  термична обработка при 900-1100 ?С за развитие на кристалната фаза.

Ситалите са плътен материал с бял до кафяв цвят и повишена механична здравина и химична устойчивост.  Също така имат и по-добри диелектрични и температурни свойства.  Основен химичен състав – SiO2, TiO2, B2O3, Al2O3. Недостатък на ситала е малката химична устойчивост в следствие на нееднородната структура. Използва се за производство на подложки на ХИС.

Керамика

Подложките на мощните схеми са на керамична основа.  Керамиката е материал, който се получава чрез спичане на зърнести или прахообразни неорганични вещества.  Движещата сила за спичането е намаляването на вътрешната енергия на дисперсната система при увеличаване размерите на частиците. Спичането се извършва при температури 1700-2200К. В електрониката, особено в СВЧ техниката голямо разпространение е намерила керамиката, съдържаща 94% Al2O3. Изходна суровина за получаването и е химически чист Al2O3,  като фино диспергиран прах, получен чрез утаяване на алкални разтвори или разлагане на соли.  За пълното му дехидратиране е необходимо нагряване до 800-1200К, след което се образува y-модификация на Al2O3 с кубична структура. При определени условия може да се получи и монокристален Al2O3, известен като сапфир. Сапфирът е един от най-добрите диелектрици в съвременната техника, както и полускъпоценен камък.  Технологичната схема за получаване на алумоокисна керамика е:

чист Al2O3 –> добавяне на минерализатори –> предварително изпичане 1673К –> издребняване до 1-3µm –>  отмиване и сушене  –> приготвяне на керамичната маса –> пресоване –> механична обработка –> термообработка.

Още нещо, което може да Ви е интересно:

Tags: , , , , ,

Tuesday, January 18th, 2011 at 5:17 PM • Eлектроника, ММЕ, производство • RSS 2.0 feed • leave a response or trackback

Leave a Reply