Новые материалы в электронике

Автор: | 12.12.2019

Электроника сейчас правит миром. Диоды и транзисторы многократно уменьшились в размерах с момента их изобретения, конденсаторы стали твердотельными. Нынешние телевизоры – это всего лишь плоские панели не стене. А «теплый ламповый звук» навсегда остался исключительно в памяти любителей «теплого лампового звука». Rest in peace последний ламповый триод 6Н9С.

Электроника сейчас правит миром. Диоды и транзисторы многократно уменьшились в размерах с момента их изобретения, конденсаторы стали твердотельными. Нынешние телевизоры – это всего лишь плоские панели не стене. А «теплый ламповый звук» навсегда остался исключительно в памяти любителей «теплого лампового звука». Rest in peace последний ламповый триод 6Н9С.

КЛАССИФИКАЦИЯ МАТЕРИАЛОВ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ

ОСНОВНЫЕ ТИПЫ МАТЕРИАЛОВ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ

В настоящее время в электронике применяют сотни различных материалов с разнообразным сочетанием физических, физико-химических, технологических и эксплуатационных свойств. Все материалы условно разделяют на конструкционные и функциональные.

Конструкционные материалы прежде всего должны обладать определенными механическими, технологическими и эксплуатационными свойствами, а также характерными значениями некоторых физических параметров, отражающих их свойства. К таким параметрам относятся: удельное электросопротивление — низкое для материалов металлического типа и высокое для диэлектрических материалов, относительная магнитная проницаемость — близкая к единице для диа- и парамагнетиков или превышающая тысячи или десятки тысяч единиц для ферромагнетиков, относительная диэлектрическая проницаемость и некоторые другие свойства. К конструкционным материалам, как правило, относятся чистые металлы и сплавы, а также керамические и стеклообразные материалы.

Функциональные материалы прежде всего должны обладать определенным сочетанием физических свойств, отражаемых соответствующими параметрами — удельное электросопротивление, тип и концентрация носителей заряда и их подвижность, магнитная проницаемость и форма петли гистерезиса, диэлектрическая проницаемость и ее температурная и частотная зависимость и т.п. Кроме того, они должны иметь определенные характерные значения механических, технологических и эксплуатационных свойств. К функциональным материалам прежде всего относят полупроводниковые материалы, а также некоторые типы металлических, магнитных и диэлектрических материалов, применяемых в твердотельной и вакуумной электронике, оптоэлектронике и некоторых других областях.

Читайте также  Лента монтажная для наружных работ

Условно материалы электроники разделяют натри основных класса — металлические, диэлектрические и полупроводниковые материалы. Отдельно можно выделить так называемые вспомогательные материалы, которые обеспечивают реализацию технологических процессов производства изделий электронной техники. К ним относят флюсы, припои, пасты, материалы технологических покрытий и ряд других материалов.

Металлические материалы. На рисунке 2.1 приведена примерная классификация металлических материалов.

155 Домострой

Рис. 2.1. Классификация материалов металлического типа

Большую группу металлических материалов составляют собственно конструкционные материалы. Особую роль в электронике, во многом определяющую технические характеристики приборов, играют функциональные материалы.

Функциональные материалы общего назначения применяют при производстве практически всех элементов вакуумной электроники, микроэлектроники и наноэлектроники, а также при производстве радиоэлектронной аппаратуры. В данную группу входит примерно 200 прецизионных сплавов, обладающих определенным набором физических свойств.

Магнитомягкие сплавы обладают высокой магнитной проницаемостью и малой коэрцетивной силой в слабых полях. Их используют в качестве сердечников магнитопроводов, магнитных экранов и т.д.

Магнитотвердые сплавы обладают высокой магнитной энергией и используются как элементы памяти — носители информации, а также как постоянные магниты в радиоаппаратуре.

Сплавы с заданным термическим расширением используют для спаев с керамикой, стеклом и другими диэлектриками.

Сплавы с высокими упругими свойствами применяют в качестве пружин и упруго-чувствительных элементов в расходомерах, акселерометрах, резонансных фильтрах и т.д.

Сплавы сопротивления используют для изготовления нагревателей, термодатчиков, эталонных сопротивлений и т.д.

Криогенные сплавы обладают заданными тепловыми, магнитными и электрическими свойствами при температурах до —269 °С, и их используют в криогенной электронике.

Функциональные материалы специального назначения обычно используют в конкретных областях радиоэлектроники. Данные материалы должны обладать рядом специфических свойств, например высокими эмиссионными свойствами, высокой устойчивостью к электронной и ионной бомбардировке, высокими механическими свойствами при повышенных температурах, сверхвысокими рабочими температурами и т.д.

Читайте также  Композиция из конфет на свадьбу

Диэлектрические материалы. На рисунке 2.2 показана примерная схема классификации диэлектрических материалов на основе керамик, стекла, компаундов и полимеров, которые широко применяют в электронике.

Керамические материалы используют в качестве элементов конструкций вакуумных электронных приборов, установочных элементов в радиоаппаратуре, подложек микросхем, пьезоэлементов, элементов конденсаторов и т.д. Кроме того, широко используют ферритную керамику на основе сложных оксидных систем, сегнетоэлекгрическую, пьезоэлектрическую, пироэлектрическую, конденсаторную керамику и т.д.

Стеклообразные материалы применяют для изготовления оболочек электронных устройств, элементов лазерных систем — активных элементов и световодов, защитных пленок, в качестве оптически- и магнитоактивных элементов микроэлектронных устройств, в качестве аморфных материалов микроэлектроники, подложек микросхем и т.д.

156 Домострой

Рис. 2.2. Классификация диэлектрических материалов

Вспомогательные диэлектрические материалы нашли широкое применение в качестве герметизирующих элементов, диэлектрических слоев, защитных покрытий, служат основой для приготовления проводящих паст и т.д.

Полупроводниковые материалы. На рисунке 2.3 приведена примерная классификация полупроводниковых материалов.

157 Домострой

Рис. 2.3. Классификация полупроводниковых материалов

Реально указанные материалы являются лишь основой полупроводниковых структур, при этом свойства самих структур определяются характером и уровнем легирования материала-основы различными примесными элементами, режимами термообработки полупроводниковых структуры, определяющими распределение примесей, и т.д.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *