Types de substrats en céramique d'alumine pour les PCB

L'alumine (également connue sous le nom d'oxyde d'aluminium) est un réfractaire avancé qui peut prendre différentes formes grâce à des méthodes de consolidation et de frittage, ce qui le rend utile dans les équipements industriels et médicaux.

Les traversées céramique-métal, les composants radiographiques et les traversées électriques bénéficient tous de la résistance mécanique supérieure, de la résistance chimique et à l'usure, de la stabilité thermique et des propriétés diélectriques élevées de la céramique. Leurs propriétés hermétiques en font également un bon choix.

94% Alumine

La céramique d'alumine est un isolant électrique exceptionnel et l'un des matériaux céramiques avancés les plus utilisés, offrant des niveaux élevés d'isolation électrique tout en restant très résistante à l'usure et à la corrosion. Grâce à cette propriété, la céramique d'alumine est devenue populaire dans les pompes, les composants automobiles, les études de recherche médicale, les applications de défense ainsi que dans les applications de glaçure (même de faibles pourcentages allant jusqu'à 5% peuvent conférer des effets mats pierreux souhaitables pour certains effets décoratifs).

L'alumine tabulaire est fabriquée par frittage de poudre d'alumine calcinée en feuilles. Elle offre d'excellentes propriétés de stabilité thermique, de solidité et de résistance chimique - elle peut supporter des températures allant jusqu'à 1650degC/3000degF sans perdre 50% de sa résistance à la traction et elle résiste aux acides et aux solutions alcalines.

D'autres céramiques avancées possèdent des propriétés similaires à celles de l'alumine, notamment une résistivité et une résistance élevées, mais peinent à être compétitives sur le plan commercial. Le BeO est toxique et coûteux, tandis que le BN est plus rentable, mais sa conductivité thermique est beaucoup plus faible. L'alumine offre toutefois un autre avantage clé, celui d'être facile à traiter et à travailler.

99% Alumine

L'alumine 99% possède d'excellentes propriétés mécaniques, thermiques et électriques. Elle peut supporter des températures allant de 1600 à 1700 degrés Celsius, tout en présentant une forte résistance aux acides et aux alcalis et en étant performante dans des conditions de haute pression. En outre, ce matériau répond à des exigences strictes en matière de finition de surface et de planéité lorsqu'il est usiné ou formé en composants complexes. Les critères de biocompatibilité et d'inertie le rendent adapté aux applications médicales ; en outre, ses propriétés de dureté et de résistance le rendent bien adapté aux applications de céramique pare-balles.

Les céramiques d'alumine sont souvent produites sous forme de composites à matrice métallique renforcée par des fibres d'alumine qui peuvent être frittées ou pressées sous pression pour former des composants complexes dotés d'excellentes propriétés mécaniques. Ces composites sont couramment utilisés dans des applications telles que les outils de coupe, les extrusions et les buses, ainsi que dans les pièces de frottement des moteurs à piston ou des machines, ou encore dans les lames de patins à glace olympiques.

Les céramiques d'alumine offrent une excellente rigidité diélectrique et une excellente conductivité thermique ; cependant, leur nature délicate nécessite une manipulation soigneuse pour éviter tout dommage. Lors de la sélection d'une céramique d'alumine pour votre application, tenez compte des besoins en énergie, des spécifications de tension et des conditions de température, puis évaluez-les en fonction de votre budget pour sélectionner la céramique d'alumine qui répond le mieux à ces critères.

99% Al2O3

L'alumine 96% (Al2O3) est l'un des substrats céramiques les plus utilisés pour les applications de circuits imprimés, car elle présente une conductivité thermique, une résistance mécanique et une résistance à l'abrasion exceptionnelles. En outre, cette céramique dense présente une faible porosité, ce qui la rend adaptée aux applications de couches épaisses telles que les substrats hybrides pour circuits imprimés et composants, ainsi qu'aux applications de pulvérisation directe de cuivre.

Les substrats d'alumine 99% peuvent être fabriqués par des procédés de coulée en bande ou de pressage à sec, avec divers additifs tels que le chrome, le titane et le sodium, parmi les plus populaires. Ces ajouts affectent les propriétés de la céramique, augmentant la conductivité thermique, la résistance mécanique, la résistance à l'abrasion et la résistance à la corrosion acide et alcaline pour de meilleures performances.

Les céramiques d'alumine ont été largement utilisées comme blindage sur les véhicules. Lorsqu'elles sont fixées à un tissu aramide ou Dyneema, les céramiques d'alumine offrent une protection deux fois supérieure à celle d'un blindage en acier, tout en étant plus légères, moins susceptibles de rouiller, avec des taux de dissipation de la chaleur plus rapides que les matériaux métalliques. Malheureusement, bien qu'elles ne soient pas à l'épreuve des balles, les céramiques d'alumine ont des limites ; l'exposition à des concentrations supérieures à 0.38 mg/L a provoqué une constriction du flux d'air pulmonaire chez les cobayes, ce qui a entraîné une limitation des voies respiratoires réduisant le flux d'air à travers leur corps, entraînant une réduction de la capacité pulmonaire, une réduction de la fonction pulmonaire, une réduction du flux des voies respiratoires entraînant une congestion respiratoire chez les cobayes présentant des limitations du flux d'air, l'inhalation a provoqué une constriction 38 mg/L a provoqué une constriction du flux d'air pulmonaire chez les cobayes exposés. Toutefois, les cobayes exposés à des concentrations de 0,38 mg/L ont subi une constriction du débit d'air pulmonaire et une restriction du débit d'air pulmonaire, ce qui a entraîné une congestion du débit d'air pulmonaire et une restriction du système respiratoire, comme le montre la réduction de la capacité pulmonaire due à l'exposition ; bien que l'exposition ait entraîné une constriction, car ils ont subi une constriction dans les 8 minutes en raison de la dissipation de la chaleur, elle a entraîné une réduction du débit d'air pulmonaire après l'exposition par inhalation à la concentration de 0,38 mg/L.38 mg/L a provoqué une constriction du débit d'air pulmonaire chez les porcs après l'exposition à l'inhalation a provoqué une constriction due à l'exposition à l'inhalation s'est avérée ne pas être à l'épreuve des balles ; l'exposition à la dose d'inhalation a provoqué une constriction sévère dans les 2 minutes a provoqué une restriction du débit d'air pulmonaire contriction dans les minutes a entraîné une réduction du débit d'air pulmonaire après l'exposition en raison de la constriction respiratoire dans les 48 réduction du débit d'air pulmonaire lors de l'exposition a provoqué une respiration réduite en raison de la constriction plus d'une heure plus tard qui a entraîné la respiration en raison de la constriction du débit d'air pulmonaire inguines les a provoqués.

98% Al2O3

L'alpha-alumine, également appelée alumine alpha, présente une dureté et une résistance exceptionnelles à la pression et aux chocs thermiques, ce qui en fait un choix de matériau fiable pour les applications qui nécessitent une résistance aux produits chimiques et au plasma - applications isolantes telles que les semi-conducteurs, les composants de gravure au plasma, les composants d'isolateurs de qualité nucléaire et d'autres applications à haute tension. On le trouve généralement dans les applications de fabrication de semi-conducteurs.

Le corindon-alumine est une forme d'alumine extrêmement dure et stable dont la structure cristalline est similaire à celle du corindon (rubis et saphir). Il est couramment utilisé comme abrasif et comme céramique dans les applications à forte usure comme les outils de coupe, ainsi que dans les applications à haute température comme les conduits de gaz pour les centrales électriques.

Les particules d'alumine peuvent résister à la corrosion atmosphérique en créant une couche de passivation protectrice d'oxyde d'aluminium sur leurs surfaces, qui empêche les métaux de réagir avec l'oxygène atmosphérique, l'anodisation étant un moyen efficace de renforcer cette barrière. La poussière d'alumine possède également des propriétés anti-érosives et constitue un excellent matériau pour le revêtement des chaudières à charbon ou des conduites de combustible ; en outre, elle est très résistante à l'érosion, ce qui fait de l'alumine un matériau de revêtement idéal. La poussière d'alumine peut provoquer des lésions pulmonaires au fil du temps, mais grâce à ses propriétés non solubles et aux études d'inhalation de 26Al radiomarqué, elle est rapidement éliminée des poumons des travailleurs.

96% Al2O3

Les substrats Al2O3 96% isolés électriquement constituent une option économique, idéale pour l'électronique en couche épaisse ou les modules de puissance, en raison de leur excellent rapport coût-efficacité, de leur résistance à l'abrasion, de leur conductivité thermique et de leurs propriétés de résistance mécanique. Leurs propriétés diélectriques les rendent également adaptés aux circuits imprimés en céramique.

La pureté des céramiques d'alumine est cruciale lorsque l'on considère leurs performances et leurs applications. Les céramiques de plus grande pureté sont généralement plus adaptées aux applications électroniques et offrent une meilleure résistance à la corrosion et à l'usure. Il existe toutefois des exceptions : parfois, même l'alumine pure 85% convient à diverses utilisations.

Les produits à base d'alumine sont largement utilisés dans la production de composants céramiques tels que les creusets, les tubes de fours réfractaires et les matériaux spéciaux résistant à l'usure. L'alumine est également souvent utilisée comme matériau d'étanchéité autour de métaux tels que le molybdène, le niobium et le tantale - elle offre une excellente résistance chimique tandis que le brasage rend les connexions beaucoup plus solides pour divers équipements industriels - elle a également une bonne conductivité thermique et est également connue sous le nom de céramique d'alumine ordinaire (ou "ALC ordinaire"). La céramique d'alumine zircone (ZTA) a été présentée comme l'alternative supérieure à l'ALC pure ; cependant, il peut y avoir des problèmes liés au vieillissement hydrothermique de la surface qui pourraient affecter les performances de manière significative au fil du temps.

97% Al2O3

Ce type d'alumine est connu pour son excellente conductivité thermique, son faible coefficient de dilatation, sa résistance à la corrosion chimique et sa résistance aux chocs thermiques. Comme il résiste bien aux chocs thermiques, ce matériau est un bon choix pour les applications qui nécessitent des niveaux élevés d'isolation électrique ainsi que pour les processus de métallisation des produits.

L'alumine de qualité médicale est également un matériau idéal pour les utilisations médicales, notamment les buses d'usure et les guides pour les valves sanguines, les gilets pare-balles pour le personnel militaire et les produits d'étanchéité hermétiques. Grâce à sa résistance à la compression et à la flexion, à ses propriétés d'herméticité et à ses excellentes caractéristiques de résistance à la compression et à la flexion, ce matériau excelle dans les traversées céramo-métalliques ainsi que dans les composants à rayons X, les microscopes électroniques et les équipements à vide poussé.

Une exposition à court terme à l'alumine peut entraîner une irritation des yeux et des voies respiratoires supérieures, tandis qu'une exposition prolongée peut entraîner une hypertrophie pulmonaire, une inflammation des poumons et une fibrose. En outre, l'alumine est toxique pour le système nerveux central et doit donc être gérée avec précaution par les êtres humains et les autres créatures vivantes. Pour ce produit chimique, HSDB fournit de nombreuses données toxicologiques provenant d'études sur des animaux de laboratoire ainsi que d'autres sources.

95% Al2O3

Les céramiques d'alumine sont des matériaux durs et durables qui présentent une excellente résistance à l'abrasion, des propriétés d'inertie chimique qui les rendent résistantes aux acides et aux alcalis à haute température, de bonnes propriétés électriques (faible résistivité) qui les rendent idéales pour les applications conductrices et diélectriques.

Ce type d'alumine est idéal pour la fabrication de traversées céramique-métal et de traversées de composants à rayons X, de billes de détente et d'isolateurs utilisés dans les applications de soudage, de traitement thermique et de creusets spéciaux, de billes de détente utilisées pendant les processus de soudage ainsi que de creusets spéciaux. En outre, les tuiles monolithiques à double courbure pour les applications ergonomiques des gilets pare-balles peuvent également être disponibles en tuiles monolithiques à double courbure pour une meilleure utilisation ergonomique des gilets pare-balles.

La céramique offre une résistance exceptionnelle à l'abrasion et à l'érosion, ce qui la rend adaptée à de nombreuses applications industrielles. Les implants médicaux et les gilets pare-balles fabriqués dans ce matériau en ont également grandement bénéficié. De plus, sa résistance aux chocs thermiques permet d'atteindre des températures allant jusqu'à 2910F (1600C). De plus, il existe sous forme dense (mullite) et poreuse (corindon), ce qui facilite les processus de production.

94% Al2O3

Les céramiques d'alumine sont très dures et possèdent d'excellentes propriétés électriques. Elles résistent à l'abrasion, aux attaques chimiques, à l'oxydation et à la corrosion tout en étant non poreuses et denses, ce qui les rend adaptées aux capteurs de pression, aux cibles de pulvérisation, aux revêtements de roulements et aux composants de tubes électroniques et de lasers. Leur faible dilatation thermique permet un pressage isostatique qui limite la croissance des grains pour les processus de moulage à haute densité.

La poudre de cette variété d'alumine provient de la bauxite, une matière argileuse riche en aluminium que l'on trouve dans la nature. Une fois extraite et traitée par un procédé chimique humide de lixiviation caustique appelé procédé Bayer, on obtient une poudre d'alumine adaptée à de nombreuses applications.

L'alumine peut être produite à l'aide de plusieurs techniques de fabrication, notamment le pressage uniaxial et isostatique, le moulage par injection et l'extrusion. Une fois formés, les composants finis peuvent être usinés par meulage de précision, par taraudage, par laser ou par d'autres procédés.