Einsatzbereich

Vielfältige Anwendungsbereiche technischer Gläser

Elektronik und Feinwerktechnik

Gläser für Elektronik und Feinwerktechnik

Macor, die mechanisch spanbare Glaskeramik

MACOR - mechanisch spanbare Glaskeramik

Zum Bau von elektronischen Bauelementen und besonders für die Herstellung von Halbleiterchips müssen geeignete oder eigens dafür entwickelte Spezialgläser verwendet werden. Bei gewöhnlichen alkalihaltigen Gläsern kommt es unter Einwirkung elektrischer Spannung, bedingt durch das Auftreten elektrischer Felder, zur elektrostatischen Influenz der Elektronenbindungen im Glasnetzwerk und somit zur Wanderung der leichtbeweglichen Alkali-Ionen. In Verbindung mit Wechselströmen oder hochfrequenten Schwingungen tragen die Schwingungen der Alkali-Ionen dazu bei, dass ein Teil der elektrischen Energie in nutzlose Wärmeenergie umgewandelt wird und somit verloren ist. Da bei der Herstellung von elektronischen Halbleiter-Bauelementen, wie Dioden, Transistoren, speziellen Sensoren und komplexen Schaltkreisen immer mehr das Aufdampfen und strukturweise Herausätzen planarer Halbleiterstrukturen auf Glas als Trägermaterial zur Anwendung kommt, würden - auch im Einsatz mit Niedrigspannung - schon geringste elektrische Verluste durch Kriechströme zu erheblichen Funktionsstörungen führen.
Aus diesem Grunde kommen für elektronische Anwendungen und für das Chip-Packaging nur hierfür geeignete Spezialgläser in Betracht. Diese Gläser müssen elektrisch hochisolierend sein und äußerst geringe dielektrische Verluste aufweisen. Die Zugabe von 3-wertigen Elementen, wie Bortrioxid B2O3 und Aluminiumoxid Al2O3 zur Glasschmelze beseitigen Trennstellen im Glasnetzwerk, was die Wanderung von Elektronen und Alkali-Ionen erheblich unterdrückt und somit den spezifischen elektrischen Widerstand des Glases deutlich erhöht. Alkaliarme oder alkalifreie Borosilikatgläser und Aluminium-Borosilikatgläser mit geringen Gehalten an Zinkoxid ZnO und Bariumoxid BaO, wie z.B. SCHOTT AF 32 sind temperaturbeständig, elektrisch hochisolierend und weisen einen an das Halbleiterelement Silizium angepassten Ausdehnungskoeffizienten von 3,2 x 10-6/°K auf und sind für die Produktion von elektronischen Halbleiter-Bauelementen bestens geeignet.
Auch der Einsatz von Bleiglas und bleihaltigen Gläsern in verschiedenen elektronischen Bereichen hat sich bewährt, denn die schweren Blei-Ionen im Glasnetzwerk unterdrücken unter der Einwirkung elektrischer Felder wirkungsvoll die Wanderung der Alkali-Ionen. Da Bleigläser somit elektrisch hochisolierend sind und ebenfalls äußerst geringe dielektrischen Verluste aufweisen, werden sie wegen seiner guten Verschmelzbarkeit mit den meisten Metallen gerne für Metall-Glas-Stromdurchführungen bei der Herstellung von Schichtwiderständen, elektronischen Röhren (Trioden, Penthoden), Schwingquarzen, Leuchtmittel (Glühbirnen) und anderen gekapselten elektronischen Bauelementen verwendet.

Zur Herstellung von passiven Bauelementen in der Elektronik, wie z.B. Spulenträger für trimmbare Oszillatorspulen, Kondensatoren, Schichtwiderstände, Isolatoren, Dielektrika, Halterungen, Dichtungen und temperaturbeständige, stromisolierende Durchführungen für Heizelemente (Sockel für Quarz-Wärmestrahler) wird gerne das mechanisch spanbare Glas Macor von CORNING verwendet. Macor ist ebenfalls ein guter elektrischer Isolator und weist äußerst geringe dielektrische Verluste auf. Mechanische Bauteile aus Macor für Elektronik und Feinwerktechnik können in Zeiten der CNC-Zerspanung - auch in großen Stückzahlen - kostengünstig hergestellt werden.

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