Céramiques électroniques :
Les céramiques électroniques désignent diverses céramiques utilisées en électronique, et plus précisément les matériaux céramiques employés dans l'industrie électronique pour la fabrication de composants et de dispositifs électroniques. Elles sont généralement classées en deux catégories : les céramiques structurales et les céramiques fonctionnelles (principalement à fonction électrique). Les céramiques structurales désignent les matériaux céramiques utilisés pour la production de substrats, de boîtiers, de fixations et de pièces isolantes pour les composants, dispositifs, assemblages et circuits électroniques, également appelés céramiques pour dispositifs.
On peut les classer en trois grandes catégories : les céramiques sous vide, les céramiques pour substrats de résistances et les composants isolants. Les céramiques fonctionnelles, quant à elles, sont des matériaux céramiques utilisés pour fabriquer des condensateurs, des résistances, des inductances, des transducteurs, des filtres, des capteurs, etc., remplissant une ou plusieurs fonctions dans les circuits. Elles se répartissent en céramiques pour condensateurs, céramiques ferroélectriques, céramiques piézoélectriques, céramiques semi-conductrices et céramiques magnétiques.
Les matériaux céramiques électroniques se caractérisent par leurs propriétés électriques, magnétiques, optiques, thermiques et mécaniques, ainsi que par leur capacité à passer d'un état à l'autre. Ils constituent des matériaux essentiels dans de nombreux domaines de haute technologie, tels que l'électronique, les communications, l'automatique, l'informatique, les lasers, la médecine, la mécanique, l'automobile, l'aéronautique, l'aérospatiale, le nucléaire et les biotechnologies. Les céramiques électroniques représenteraient environ 701 000 milliards de dollars de la valeur totale des céramiques avancées, générant d'importants bénéfices sociaux et des retours économiques substantiels. Par conséquent, leur développement est prioritaire dans les pays et régions économiquement avancés. Les céramiques électroniques peuvent être classées, selon leur application et leur fonctionnalité, en plusieurs types : céramiques isolantes, céramiques diélectriques (principalement utilisées pour les condensateurs), céramiques semi-conductrices, céramiques conductrices et céramiques supraconductrices.
Brève introduction aux types de céramique électronique courants :
① Céramiques isolantes
Le mécanisme d'isolation des céramiques isolantes repose sur la structure de bandes d'énergie du solide : la bande remplie d'électrons est appelée bande de valence, tandis que la bande non occupée est appelée bande de conduction. La région située entre la bande de valence et la bande de conduction est appelée bande interdite.
Si la largeur de la bande interdite est suffisamment importante (plusieurs eV), les électrons de la bande de valence ne peuvent pas être facilement excités pour traverser la bande interdite et passer dans la bande de conduction. De ce fait, la migration des électrons est pratiquement impossible, ce qui fait du solide un isolant typique.
Les céramiques isolantes, également appelées céramiques pour dispositifs, sont des matériaux céramiques utilisés dans les équipements électroniques pour le montage, la fixation, le support, la protection, l'isolation et la connexion de divers composants et dispositifs radio. Elles se caractérisent par une faible constante diélectrique, de faibles pertes diélectriques, une résistivité diélectrique élevée, une rigidité diélectrique élevée, une grande résistance mécanique, une excellente résistance aux chocs thermiques et des performances stables quelles que soient les conditions d'humidité et de fréquence.
Les céramiques isolantes sont cuites à 1000 °C. Du fait d'un frittage incomplet, elles présentent généralement une hygroscopicité et ne conviennent pas comme matériaux isolants. Lorsqu'elles sont traitées avec des fondants comme l'argile, à des températures élevées au-dessus de la température de l'eau, et avec des ajouts appropriés de feldspath à haute température,
Les céramiques isolantes cuites à 1200 °C présentent une densité et une transparence élevées. Avec l'avènement de l'électronique, elles ont été adoptées comme matériaux isolants, évoluant par la suite vers les céramiques industrielles métallurgiques et chimiques d'aujourd'hui.
Applications des céramiques isolantes :
Substrats de circuits intégrés, dispositifs électroniques
Les progrès en matière de miniaturisation des dispositifs électroniques permettent d'intégrer des substrats au sein des circuits intégrés afin de supporter les composants en couches épaisses, les interconnexions, les éléments montés en surface et l'encapsulation. Dans les circuits de forte puissance, les substrats assurent également la dissipation thermique.
② Céramiques diélectriques
Les céramiques diélectriques appartiennent à la même catégorie que les céramiques isolantes. Cependant, contrairement à ces dernières, celles qui exploitent principalement leurs propriétés diélectriques sont qualifiées de céramiques diélectriques. Autrement dit, les céramiques diélectriques sont une classe de céramiques dont les propriétés diélectriques sont contrôlées afin d'obtenir des constantes diélectriques élevées, de faibles pertes diélectriques et des coefficients de température de constante diélectrique appropriés. Les céramiques diélectriques représentent le segment de production le plus important au sein des céramiques électroniques, et sont principalement utilisées dans les condensateurs céramiques et les composants diélectriques pour micro-ondes.
③céramiques piézoélectriques
Les céramiques piézoélectriques génèrent des effets piézoélectriques et trouvent de nombreuses applications dans divers secteurs de la production et de la vie quotidienne, des briquets aux navettes spatiales. Actuellement, plus d'une centaine de fabricants produisent des matériaux et des dispositifs en céramique piézoélectrique en Chine, ce qui engendre une forte concurrence. La plupart des céramiques piézoélectriques contiennent actuellement du plomb. Face à une prise de conscience environnementale croissante, les céramiques piézoélectriques sans plomb constituent une tendance d'avenir incontournable.
La gamme de produits de Norke comprend des matériaux céramiques spécialisés, notamment Céramiques isolantes électriques. Ces produits trouvent de nombreuses applications dans divers secteurs industriels de pointe, notamment l'électronique, la mécanique, la chimie, la métallurgie, les nouvelles énergies et les semi-conducteurs.