Tipuri de substraturi ceramice din alumină pentru PCB-uri

Alumina (cunoscută și sub denumirea de oxid de aluminiu) este un material refractar avansat care poate fi modelat în diverse forme prin metode de consolidare și sinterizare, ceea ce îl face util atât în echipamentele industriale, cât și în cele medicale.

Trecerile din ceramică în metal, componentele cu raze X și bucșele electrice beneficiază toate de o rezistență mecanică superioară, rezistență chimică și la uzură, stabilitate termică și proprietăți dielectrice ridicate. Proprietățile lor hermetice le fac, de asemenea, o alegere bună.

94% Alumină

Ceramica de alumină este un izolator electric remarcabil și unul dintre cele mai utilizate materiale ceramice avansate, oferind niveluri ridicate de izolare electrică și rămânând în același timp foarte rezistentă la uzură și coroziune. Datorită acestei proprietăți, ceramica de alumină a devenit popular utilizată în pompe, componente auto, studii de cercetare medicală, aplicații de apărare, precum și în aplicații de glazurare (chiar și procente mici, de până la 5%, pot conferi efecte mate de piatră, dorite pentru anumite efecte decorative).

Alumina tabulară este obținută prin sinterizarea pulberii de alumină calcinată în foi. Aceasta oferă proprietăți excelente de stabilitate termică, rezistență și rezistență chimică - putând rezista la temperaturi de până la 1650degC/3000degF fără a-și pierde 50% din rezistența la tracțiune și rezistând la acizi sau soluții alcaline.

Alte materiale ceramice avansate posedă proprietăți similare cu cele ale aluminei, inclusiv rezistivitate și rezistență ridicate, dar se luptă să concureze pe plan comercial. BeO este toxic și scump, în timp ce BN este mai eficient din punct de vedere al costurilor, dar are o conductivitate termică mult mai scăzută - cu toate acestea, alumina oferă un alt beneficiu esențial, acela de a fi ușor de prelucrat și de lucrat.

99% Alumină

Alumina 99% are proprietăți mecanice, termice și electrice excelente. Aceasta poate rezista la temperaturi de 1600-1700 grade Celsius, având în același timp o rezistență puternică la acizi și alcalii, precum și performanțe bune în condiții de presiune ridicată. În plus, acest material îndeplinește cerințe stricte de finisare a suprafeței și de planeitate atunci când este prelucrat sau format în componente complexe, iar criteriile de biocompatibilitate/inertăciune îl fac potrivit pentru aplicații medicale; în plus, proprietățile sale de duritate/rezistență îl fac potrivit pentru aplicații ceramice antiglonț.

Alumina ceramică este adesea produsă sub formă de compozite cu matrice metalică ranforsată cu fibre de alumină care pot fi sinterizate sau presate pentru a forma componente complexe cu proprietăți mecanice excelente. Aceste materiale compozite sunt utilizate în mod obișnuit în aplicații precum unelte de tăiere, extrudate și duze, precum și în piese de fricțiune găsite pe motoare cu piston sau utilaje, precum și lamele patinelor olimpice.

Ceramica de alumină oferă o rezistență dielectrică și o conductivitate termică excelente; totuși, natura sa delicată necesită o manipulare atentă pentru a evita deteriorarea. Atunci când selectați un material ceramic din alumină pentru aplicația dvs., luați în considerare nevoile de putere, specificațiile de tensiune și condițiile de temperatură - apoi evaluați-le în raport cu bugetul dvs. pentru a selecta o ceramică din alumină care îndeplinește cel mai bine aceste criterii.

99% Al2O3

Alumina 96% (Al2O3) este unul dintre cele mai utilizate substraturi ceramice pentru aplicații PCB, având o conductivitate termică excepțională, rezistență mecanică și rezistență la abraziune. În plus, această ceramică densă are o porozitate scăzută, ceea ce o face potrivită pentru aplicații cu strat gros, cum ar fi substraturile hibride pentru PCB și componente, precum și pentru aplicații de pulverizare directă a cuprului.

Substraturile de alumină 99% pot fi fabricate prin procese de turnare în bandă sau prin presare uscată, cu diferiți aditivi, cum ar fi cromul, titanul și sodiul, fiind printre cei mai populari. Aceste adaosuri afectează proprietățile ceramicii, crescând conductivitatea termică, rezistența mecanică, rezistența la abraziune și rezistența la coroziunea acidă și alcalină pentru o performanță mai mare.

Ceramica de alumină a fost utilizată pe scară largă ca armură pe vehicule. Atunci când este atașată la o țesătură aramidică sau Dyneema, ceramica din alumină oferă o protecție de două ori mai mare decât cea oferită de armura din oțel, fiind în același timp mai ușoară, mai puțin susceptibilă de a rugini, cu rate mai rapide de disipare a căldurii și mai rapide decât materialele metalice. Din păcate, deși nu este antiglonț, ceramica de alumină are limitări; expunerea la concentrații de peste 0.38 mg/L a provocat constricția fluxului de aer pulmonar la cobai, ceea ce a dus la limitarea căilor respiratorii, reducând fluxul de aer prin corpul lor, ceea ce a dus la reducerea capacității pulmonare, ceea ce a dus la reducerea funcției pulmonare, ceea ce a dus la reducerea fluxului căilor respiratorii, ceea ce a dus la congestie respiratorie, deoarece cobai care se confruntă cu limitări ale fluxului de aer inhalarea a provocat constricția a căilor respiratorii constricția fluxului de aer în interiorul corpurilor lor rezultând constricția căilor respiratorii care, la rândul său, a cauzat restricții ale fluxului de aer în căile respiratorii datorită ratelor limitate de disipare a căldurii în comparație cu oțelul datorită ratei mai rapide a ratelor de disipare a căldurii în comparație cu oțelul a cauzat constricția fluxului de aer pulmonar în 12 minute în expunere la 0.38 mg/L a cauzat restricționarea fluxului aerian pulmonar la cobai expuși. Cu toate acestea, porcușorii de guineea expuși la concentrații de 0,38 mg/L expunere care a provocat constricția restricția fluxului de aer pulmonar și a provocat restricția fluxului de aer pulmonar a provocat congestia fluxului de aer pulmonar care a dus la restricția sistemului respirator, după cum o arată capacitatea pulmonară redusă în urma expunerii; deși expunerea a dus la constricție, deoarece au prezentat constricție în 8 minute din cauza disipării căldurii a provocat reducerea fluxului de aer pulmonar după expunerea prin inhalare la concentrația de 0.38 mg/L concentrație a cauzat constricția fluxului de aer pulmonar a cauzat porci după inhalarea expunerii a cauzat constricția din cauza inhalării expunerii s-a constatat că inhalarea nu este antiglonț; expunerea la doza de inhalare a cauzat constricție severă în decurs de 2 minute a cauzat constricția fluxului de aer pulmonar contricția în decurs de câteva minute ducând la reducerea fluxului de aer pulmonar după expunerea din cauza constricției respiratorii în decurs de 48 reducerea fluxului de aer pulmonar atunci când au fost expuși cauzând reducerea respirației din cauza constricției peste 1 oră mai târziu care a dus la respirație din cauza constricției fluxului de aer pulmonar inguine le-a cauzat.

98% Al2O3

Alfa-alumina, denumită și alfa-alumină, se mândrește cu o duritate și o rezistență remarcabile la presiune și șocuri termice, ceea ce o face o alegere fiabilă de material pentru aplicații care necesită rezistență chimică și la plasmă aplicații izolante, cum ar fi semiconductorii, componentele de gravură cu plasmă, componentele izolatoare de grad nuclear și alte aplicații de înaltă tensiune. Se găsește de obicei în aplicațiile de fabricare a semiconductorilor.

Corindonul-alumina este o formă extrem de dură și stabilă de alumină cu o structură cristalină similară corindonului (rubin și safir). Acesta este utilizat în mod obișnuit ca abraziv, precum și în aplicații ceramice în aplicații cu uzură ridicată, cum ar fi uneltele de tăiere, precum și în aplicații la temperaturi ridicate, cum ar fi conductele de gaze pentru centralele electrice.

Particulele de alumină pot rezista la coroziunea atmosferică prin crearea unui strat protector de oxid de aluminiu pe suprafața lor, care împiedică metalele să reacționeze cu oxigenul atmosferic, anodizarea fiind un mijloc eficient de consolidare a acestei bariere. Praful de alumină are, de asemenea, proprietăți anti-eroziune și este un material excelent pentru căptușirea cazanelor pe cărbune sau a conductelor de combustibil; în plus, este foarte rezistent la eroziune, făcând din alumină un material ideal pentru căptușire. Praful de alumină poate provoca leziuni pulmonare în timp, dar datorită proprietăților nesolvente ale studiilor de inhalare cu 26Al radiomarcat, acesta este eliminat rapid din plămânii lucrătorilor.

96% Al2O3

Substraturile 96% Al2O3 izolate electric sunt o opțiune economică, ideală pentru electronica cu strat gros sau pentru pulberi de putere, datorită excelentelor proprietăți de rentabilitate, rezistență la abraziune, conductivitate termică și rezistență mecanică. Proprietățile lor dielectrice le fac, de asemenea, potrivite pentru PCB-urile ceramice.

Puritatea ceramicii de alumină este esențială atunci când se iau în considerare performanțele și aplicațiile acesteia. Ceramica cu o puritate mai mare tinde să fie mai bună pentru aplicațiile electronice și oferă o rezistență îmbunătățită la coroziune și uzură; cu toate acestea, există excepții: uneori, chiar și alumina pură 85% este potrivită pentru diverse utilizări.

Produsele pe bază de alumină sunt utilizate pe scară largă în producția de componente ceramice, cum ar fi creuzetele, tuburile refractare ale cuptoarelor și materialele speciale rezistente la uzură. Alumina este, de asemenea, adesea utilizată ca material de etanșare în jurul metalelor, cum ar fi molibdenul, niobiul și tantalul - oferă o rezistență chimică excelentă în timp ce brazarea face conexiunile de brazare mult mai puternice pentru diverse echipamente industriale - are și o bună conductivitate termică și sunt cunoscute și sub denumirea de ceramică de alumină obișnuită (sau "ALC obișnuită"). Zirconia Alumina Ceramic (ZTA) a fost prezentată ca alternativa superioară în comparație cu ALC pur; cu toate acestea, pot exista preocupări legate de îmbătrânirea hidrotermală de suprafață care ar putea afecta semnificativ performanța în timp.

97% Al2O3

Acest tip de alumină este cunoscut pentru conductivitatea sa termică excelentă, coeficientul scăzut de dilatare, rezistența la coroziunea chimică și rezistența la șocurile termice. Deoarece rezistă bine și la șocurile termice, acest material este o alegere bună pentru aplicațiile care necesită niveluri ridicate de izolare electrică, precum și pentru procesele de metalizare a produselor.

Alumina de calitate medicală este, de asemenea, un material ideal pentru utilizări medicale, inclusiv duze de uzură și ghidaje pentru supapele de sânge, armuri pentru personalul militar și materiale de etanșare ermetice. Datorită rezistenței la compresiune, rezistenței la flexiune, proprietăților sale de ermeticitate, precum și caracteristicilor excelente de rezistență la compresiune-flexiune, acest material excelează atunci când vine vorba de treceri ceramică-metal, precum și de utilizarea în componente cu raze X, microscoape electronice și echipamente de vid înalt.

Expunerea pe termen scurt la alumină poate duce la iritarea ochilor și a tractului respirator superior, în timp ce expunerea prelungită poate duce la hipertrofie pulmonară, inflamație pulmonară și fibroză; în plus, este toxică pentru sistemul nervos central și, prin urmare, trebuie gestionată cu atenție atât de către oameni, cât și de alte ființe vii. Pentru această substanță chimică, HSDB furnizează date toxicologice extinse din studii pe animale de laborator, precum și din alte surse.

95% Al2O3

Alumina ceramică este un material dur și durabil, cu o rezistență excelentă la abraziune, proprietăți chimice inerte care o fac rezistentă la acizi și baze la temperaturi ridicate, proprietăți electrice bune (rezistivitate scăzută) care o fac ideală pentru aplicații conductoare și dielectrice.

Acest tip de alumină este ideal pentru fabricarea trecerilor ceramică-metal și a trecerilor pentru componente cu raze X, a mărgelelor de atenuare a tensiunilor și a izolatoarelor utilizate în aplicații de sudare, tratament termic și creuzete speciale, a mărgelelor de atenuare a tensiunilor utilizate în timpul proceselor de sudare, precum și a creuzetelor speciale. În plus, plăcile monolitice cu curbură dublă pentru aplicații ergonomice de protecție corporală pot fi, de asemenea, disponibile în plăci monolitice cu curbură dublă pentru îmbunătățirea utilizării ergonomice a protecției corporale.

Ceramica oferă o rezistență excepțională la abraziune și eroziune, ceea ce o face potrivită pentru multe aplicații industriale. Implanturile medicale și armurile antiglonț realizate din acest material au beneficiat, de asemenea, în mare măsură. În plus, rezistența sa la șocurile termice atinge temperaturi de până la 2910F (1600C). În plus, este disponibil atât sub formă densă (mulit), cât și sub formă poroasă (corindon), pentru a facilita procesele de producție.

94% Al2O3

Ceramica de alumină este foarte dură și are proprietăți electrice excelente, fiind rezistentă la abraziune, atac chimic, oxidare și coroziune, fiind în același timp neporoasă și densă, ceea ce o face potrivită pentru senzori de presiune, ținte de pulverizare, acoperiri de rulmenți și componente pentru tuburi electronice și laser. Expansiunea lor termică redusă permite presarea izostatică care limitează creșterea granulelor pentru procesele de turnare de înaltă densitate.

Materialul sub formă de pulbere pentru acest tip de alumină provine din bauxită, un material argilos bogat în aluminiu care se găsește în întreaga natură. Odată exploatată și prelucrată printr-un proces chimic umed de levigare caustică, numit proces Bayer, rezultă alumina pudră adecvată pentru numeroase aplicații.

Alumina poate fi produsă prin mai multe tehnici de fabricație, inclusiv presare uniaxială și izostatică, turnare prin injecție și extrudare. Odată formate, componentele finite pot fi finisate prin șlefuire de precizie/lapare/prelucrare cu laser, precum și prin alte procese.