Введение

Материалы, особенно вновь создаваемые, являются одним из главных звеньев в решении многих инженерных задач в производстве электронного оборудования, где важнейшая роль принадлежит используемым материалам. Электротехнические и конструкционные материалы используют главным образом в производстве электронного оборудования, где основная роль принадлежит электротехническим материалам (ЭТМ). Конструкционные материалы (КМ) используются для изготовления несущих конструкций и вспомогательных деталей и узлов электронных схем. Современное электронное оборудование представляет собой сложные устройства с большим количеством разнообразных деталей, для изготовления которых требуется широкий ассортимент различных материалов [1,2].

Вплоть до середины двадцатого столетия было синтезировано много органических и неорганических материалов, на основе которых выполнялись дискретные элементы электронных схем. Синтез неорганических полупроводниковых материалов во второй половине 20 века позволил создать целую серию дискретных активных компонентов электроники, и впоследствии на их основе разработать электронные микросхемы различного функционального назначения.

Общим для электрических свойств различных материалов, в независимости неорганические они или органические, является их зависимость от воздействия электрического поля, температуры электромагнитного излучения и т.п.

Свойства материалов на макроскопическом уровне, как правило, близки к свойствам их неорганических аналогов, в то время как свойства на микроскопическом уровне существенно отличаются, отражая фундаментальное отличие жесткой регулярной кристаллической решетки неорганических материалов от податливой молекулярной структуры полимеров. Изучение свойств материалов на микроскопическом уровне позволило создать пленочные и впоследствии твердотельные интегральные схемы.

Изучение характеристик материалов базируется на таких фундаментальных науках, как физика твердого тела, физическая химия и электроника, а с другой стороны является их логическим развитием и создает основу для изучения многих профилирующих дисциплин по электронике и материаловедению.

При выборе материалов для электроники принимают во внимание не только их электрофизические характеристики, но и физико−механические, химические (например, механическую прочность, нагревостойкость, холодостойкость, гигроскопичность, негорючесть и др.) Электронному оборудованию часто приходится работать под действием механических нагрузок, в различных климатических условиях и в химически агрессивных средах. В ряде случаев, определяющими факторами при выборе материала могут быть не только его электрические характеристики, а и его механические (если это установочная деталь): гигроскопичность (при работе в условиях повышенной влажности), нагревостойкость (если воздействует высокая температура) и т.д. [3].

Наряду с указанными характеристиками при выборе материала большое значение имеет и экономические факторы. В случае массового производства электронных приборов недостаточно выбрать высококачественный материал, свойства которого удовлетворяют всем эксплуатационным требованиям. Важно, чтобы это был материал отечественного производства, недорогой, недефицитный и чтобы из него можно было изготавливать детали и узлы электронной схемы с помощью недорогих и несложных технологических процессов.

Знание и понимание физических процессов, протекающих в различных материалах, играет важную роль при конструировании электронных приборов различного электронного оборудования и авторы надеются, что данная работа будет полезна как студентам, изучающим вопросы расчёта и конструирования различных компонентов электронной техники так и научным сотрудникам, занимающимися синтезом новых материалов и исследованием их электрофизических характеристик.

Авторы считают своим долгом выразить благодарность Академику Академии инженерных наук им. А.М.Прохорова, докт. физ−мат. наук профессору Национального исследовательского университета "МЭИ" Е.Ф. Кустову за внимание к нашей научной работе, за плодотворное обсуждение отдельных вопросов по физическим явлениям в материалах, а также рецензенту работы докт. техн. наук профессору И.Н. Тимофееву за отдельные замечания и пожелания, которые были учтены и способствовали повышению качества данной работы.