4.2. Неорганические диэлектрические материалы

В производстве ИРЭ неорганические диэлектрические материалы находят применение в радиотехнических и электротехнических элементах, а также при изготовлении некоторых несущих конструкций и в технологическом оборудовании.

4.2.1. Электротехнические стекла

Они представляют собой аморфный термопластичный материал, основу которого составляют стеклообразующие окислы (SiO₂, B₂O₃, P₂O₅ и др.), а также может включать окислы щелочных и щелочноземельных (плавки) и других металлов. Чистое кварцевое стекло на онове кремнезема (SiO₂) обладает наиболее высокими электрическими и физико-механическими свойствами. Наиболее важные свойства некоторых стекол приведены в табл.3.13. К стеклам, применяемым для изготовления фотошаблонов, необходимых в производстве интегральных схем, высокие требования предъявляются к однородности оптической плотности и отсутствию газовых включений.

Таблица 3.13

Физические свойства электротехнических стекол и керамики

Материал	d,г/см3	Траб, ОС (макс.)	σВ, МПа	KCU, кДж/м2	ε	ρ, Ом∙м	tgδ∙104	Епр, МВ/м
Стекла щелочные пирэкс минос кварц. прозр. кварц. непроз.	2,2-3,0 2,2 3,6 2,2 2,07	350-600 - - 1620 1620	30-70 - - 60 45-55	- - - - -	6-7,5 5,5 7,5 3,2 3,9	106-109 106-109 - 1015 1014	200-400 20-40 9 2 3	10-15 20 - 20-25 16-20
Керамика изол. фарфор ультрафарфор радиофарфор стеатит	2,3-2,4 2,5-2,6 2,9-3,0 2,8-3,0	1200-1300 1300 1200-1300 1300-1350	200-350 250-300 400-450 450-600	1,7-2,2 1,7-2,0 3,0-4,0 3,0-4,0	5-6 6-6,5 7-7,5 6-6,5	1013 1013 1014 1014	90-120 20-40 5-10 5-8	15-20 15-20 15-20 20-25

4.2.2. Ситаллы

Ситаллы или стеклокристаллические материалы отличаются от стекол кристаллическим строением, получаемым по специальной технологии из расплава или порошковым методом спекания, более высокой механической прочностью и лучшей обрабатываемостью. Из ситаллов изготавливают каркасы ВЧ-катушек индуктивности и другие детали ВЧ- и СВЧ-трактов, подложки гибридных интегральных схем. Более подробно применение неметаллических материалов (в том числе стекол и ситаллов) в микроэлектронике описано в разд.4.3.

4.2.3. Электротехническая керамика

Керамика отличается хорошими механическими и электрическими свойствами, исключительно высокой нагревостойкостью (до 2000⁰С), устойчивостью к длительному воздействию влаги, химически активных веществ, электрическому и тепловому старению, отсутствием остаточных явлений при воздействии механических нагрузок, доступностью сырья, невысокой себестоимостью.

По назначению керамику делят на установочную (изоляционный фарфор и радиотехническая керамика), конденсаторную и пористую. Основные свойства электротехнической керамики приведены в табл.3.13.

Керамика находит широкое применение в производстве ИРЭ. Из нее изготавливают элементы крепления, каркасы ВЧ-катушек индуктивности, подложки для толстопленочных интегральных схем, сегнетокерамика применяется для малогабаритных конденсаторов, варикондов, пьезоэлементов, устройств на поверхностно-акустических волнах и др.