Opto elektronik und Kommunikation

Die Opto elektronik-und Kommunikation industrie strebt eine extreme Leistung an und stellt extrem hohe Anforderungen an die opto elektronischen Eigenschaften, die Wärme management fähigkeiten, die Stabilität und die Präzisions bearbeitbar keit der Materialien. Aluminium oxid (Alö O₂), Zirkonia (ZrO₂), Silizium karbid (SiC) und Silizium nitrid (Si₃Ns) spielen in diesem Bereich eine Schlüssel rolle, von der grundlegenden Unterstützung bis hin zu Kernfunktionen.

In der Opto elektronik und Kommunikation können die Vorteile dieser vier Keramiken wie folgt zusammen gefasst werden:

• Hervorragende elektrische Eigenschaften: Sie erfüllen vom besten Isolator (Alö O₂) bis zum Breit bandgap-Halbleiter (SiC) vielfältige elektrische Anforderungen.
• Hervorragendes Wärme management: Hohe Wärme leitfähig keit (SiC) oder hervorragende Isolierung (ZrO₂) ermöglichen eine effiziente Wärme ableitung oder thermische Isolierung.
• Geringer diele kt rischer Verlust und steuerbare Diele ktrizitäts konstante: Transparent für Mikrowellen-und Hochfrequenz signale mit minimalen Auswirkungen, was sie zu idealen Materialien für Hochfrequenz kommunikation geräte macht.
• Hohe Härte und Dimensions stabilität: Sie ermöglichen die Herstellung extrem präziser, verformung beständiger optischer Plattformen und Substrate. Das Anpassen des Wärme ausdehnung koeffizienten an Silizium: (SiC, Si₃Ns) ist entscheidend für das zuverlässige Verpacken des Chips auf dem Substrat, um Risse durch thermischen Zyklus zu verhindern.

1. Aluminiumoxid-(AlOnorm)-"Der Eckpfeiler der Elektronik industrie"
Das am weitesten verbreitete und techno logisch ausgereifte elektronische Keramik substrat material ist typischer weise 9-Serien (z.

Vorteile: Aus gezeichnete elektrische Isolierung, hohe mechanische Festigkeit, gute Wärme leitfähig keit (im Vergleich zu anderen Keramiken), niedrige Kosten und ausgereifte Herstellungs verfahren.

Spezifische Anwendungen:

• IC-Substrate/Verpackung: Wird bei der Herstellung von Dickfilm-und Dünnschicht-Schaltkreis substraten und Chip-Gehäuse-Basen (z. B. LED-Halterungen) verwendet. Seine Oberfläche kann präzise mit Widerständen, Kondensatoren und leitenden Schaltungen gedruckt werden.
• Laser rohr-und Vakuum geräte gehäuse: Es dient als Entladung srohr und Fenster material für Hochleistungs-CO₂-Laser sowie als Gehäuse für Vakuum relais und sorgt für Isolierung und Vakuum abdichtung.
• HF-/Mikrowellen fenster: Es wird in Mikrowellen röhren, Beschleunigern und Radarsystemen verwendet, die in bestimmten Frequenz bändern als vakuum versiegeltes Fenster für elektro magnetische Wellen arbeiten.

2. Zirkonia (ZrO₂)-"Präzisions-Wärmedämmung und Sensing-Experte"
Nutzung seines einzigartigen Phasen änderungs mechanismus und der Ionen leitfähig keit.

Vorteile: Hohe Zähigkeit (bruchs icher), extrem geringe Wärme leitfähig keit (erstklassiges Wärme dämmmaterial), Ionen leitfähig keit und Verarbeitbar keit auf Nanometer ebene.

Spezifische Anwendungen:

• Faser ferrulen und Ärmel: Dies ist die genaueste Anwendung. Es wird bei der Herstellung von keramischen Ferrulen und Hülsen für Glasfaser verbinder (wie SC, LC und FC) verwendet. Seine hohe Härte, hohe Zähigkeit, Verschleiß festigkeit und extrem niedrige Wärme ausdehnung koeffizient gewährleisten eine präzise Ausrichtung der optischen Fasern (Mikrometer pegel) und ermöglichen eine verlust arme optische Signal übertragung.
• Sauerstoffs ensoren: Unter Verwendung der Sauerstoff ionen leitfähig keit von Yttria-stabilisiertem Zirkonia (YSZ) bei hohen Temperaturen werden Sauerstoffs ensoren für Automobil motoren und Verbrennungs steuerung hergestellt.
• Thermische Barriere beschichtungen: Obwohl sie kein Schüttgut sind, werden sie durch Plasmas pritzen auf Hoch leistungs komponenten in Kommunikation geräten aufgetragen, um eine thermische Isolierung zu gewährleisten.

3. Silizium karbid (SiC)-"Der Kern der Energie-und HF-Elektronik der nächsten Generation"
Als führender Halbleiter mit großer Bandlücke ist er nicht nur ein Struktur material, sondern auch ein Funktions material, das die traditionelle Elektronik auf Silizium basis revolution iert.

Vorteile: Extrem hohe Wärme leitfähig keit (Ableitung von Wärme, die Kupfer weit übersteigt), Halbleiter eigenschaften mit breiter Bandlücke (trotz hoher Spannung, hoher Temperatur und hoher Frequenz), hohe Härte und niedriger Wärme ausdehnung koeffizient.

Spezifische Anwendungen:

• Elektronische Hoch leistungs geräte: Herstellung von MOSFETs, Dioden und anderen Geräten. SiC-Geräte können bei höheren Temperaturen, höheren Spannungen und höheren Frequenzen arbeiten und gleichzeitig weniger Energie verbrauchen. Sie sind der Kern neuer Energie fahrzeuge, intelligenter Netze und industrieller Antriebe.
• RF/Mikrowellen geräte: HF-Leistungs verstärker, die in 5G-Kommunikations-Basisstationen verwendet werden. GaN-on-SiC-Epitaxie wafer sind derzeit die Haupt lösung im Hochleistungs-HF-Bereich und bieten enorme Ausgangs leistung und Effizienz.
• Hoch leistungs substrate: Ihre hohe Wärme leitfähig keit dient als Kühlkörper für Hochleistungs-LEDs und Laserdioden (LDs) und ermöglicht es ihnen, die von den Chips erzeugte Wärme schnell abzuleiten, um die Leistung und Lebensdauer des Geräts sicher zustellen.
• Optische Spiegel: Große, leichte Spiegel rohlinge, die aufgrund ihrer hohen Steifigkeit, ihres geringen Gewichts und ihrer hervorragenden thermischen Stabilität in Weltraum teleskopen und Satelliten laser kommunikation systemen verwendet werden.

4. Silizium nitrid (Si₃N₄)-"Eine Schlüssel unterstützung für optische Hochgeschwindigkeits-Kommunikation chips"
Diese strukturelle Keramik verfügt über eine hervorragende umfassende Leistung und hat eine unersetzliche, hochmoderne Anwendung in der optischen Kommunikation.

Vorteile: Hohe Wärme leitfähig keit, extrem niedriger Wärme ausdehnung koeffizient (perfekt auf Silizium abgestimmt), hohe Bruch festigkeit und aus gezeichnete elektrische Isolierung.

Spezifische Anwendungen:

• Substrate des optischen Kommunikation moduls: Dies ist die Anwendung mit dem höchsten Wert. Es dient als Schaltung substrat für optische Hochgeschwindigkeits-Transceiver-Module (wie 400G und 800G). Sein Wärme ausdehnung koeffizient liegt sehr nahe an dem von Silizium chips, wodurch verhindert wird, dass Lötstellen bei Temperatur schwankungen erheblich reißt, was die langfristige Zuverlässigkeit des Moduls erheblich verbessert. Darüber hinaus ist seine Wärme leitfähig keit besser als die von Aluminium oxid, was die Wärme ableitung erleichtert.
• Keramische Substrate: Sie werden als Verpackungs substrate für Leistungs module und integrierte Schaltkreise verwendet, insbesondere in den Bereichen Luft-und Raumfahrt und Automobile lektronik, wo eine hohe Zuverlässigkeit von entscheidender Bedeutung ist.
• Dünnschicht schaltung substrate: Sie werden für Mikrowellen schaltungen verwendet, die eine höhere Dimensions stabilität und Wärme ableitung erfordern.