アドバンストセラミックスの誘電率
について 誘電率としても知られている。 比誘電率(εr)誘電率(ε₀)とは、物質が電界中でどれだけ電気エネルギーを蓄えられるかを示す尺度である。真空の誘電率(ε₀)に対する材料の誘電率の比を表す。誘電率が高いほど電荷を蓄える能力が高いことを意味し、コンデンサ、絶縁体、高周波電子部品において重要である。
アドバンストセラミック材料は、その誘電特性の違いから、高周波、ハイパワー、マイクロ波、レーダー、パッケージング分野で広く使用されています。選定に際しては、動作周波数、熱管理、機械構造、寸法精度などの総合的な要因に基づいて、最適な材料の組み合わせを評価する必要があります。

セラミックスにおける誘電率の重要性
セラミック材料は、その特性から電子機器や電気絶縁に広く使用されている:
誘電率は、次のような場面で重要な役割を果たす。 RF部品、基板、コンデンサ、アンテナそして 半導体パッケージ.適切な誘電率を持つ適切なセラミック材料を選択することで、特に高周波と高温環境において最適な性能が保証されます。
セラミックスの誘電率に影響を与える要因
誘電損失と周波数安定性
一方、εrは電荷貯蔵能力を決定する、 誘電損失 はエネルギー散逸を測定する。PTFEやh-BNのような材料は、エネルギー散逸が非常に大きい。 低タンデルタ高周波RF設計に適している。
もうひとつの要因は 周波数依存.ジルコニアのような一部のセラミックは誘電率が高いが、GHz帯では損失が大きく不安定であるのに対し、AlNやSi₃N₄はより安定している。
一般的なセラミック材料の誘電率
セラミック素材 | 誘電率 (εr) | 特徴 |
---|---|---|
アルミナ(Al₂O₃) | 9-10 | 低損失、安定した構造、費用効果が高い |
ジルコニア (ZrO₂) | 18-25 | 高強度、高熱膨張 |
ZTA20(ジルコニア強化アルミナ) | 12-15 | 強度と誘電特性を併せ持つ |
窒化ケイ素 (Si₃N₄) | 7-8 | 高強度、低誘電損失 |
窒化アルミニウム(AlN) | 8.5-9 | 高熱伝導性、低誘電損失 |
炭化ケイ素(SiC) | 9.7-10.2 | 優れた高周波安定性 |
酸化ベリリウム (BeO) | 6.5-7.5 | 高い熱伝導率、低いεr |
六方晶窒化ホウ素(h-BN) | ~4 | 非常に低いεr、優れた熱安定性 |
MGC(マシナブル・グラス・セラミック) | 5.6 | CNC切削加工が可能で、マイクロ波構造に最適 |
*データは参考値です。
材料選択ガイド:誘電率に基づくセラミックスの選択
アプリケーションの方向性 | 推奨素材 | 理由 |
---|---|---|
高周波/低損失 | AlN, BeO, h-BN | 低εr + 低損失 + 高熱伝導率 |
電源パッケージング/冷却 | AlN、Al₂O₃ | 適度なεr + 優れた放熱性 |
レーダードーム/アンテナカバー | MGC、BeO | 良好な加工性 + 低εr |
高周波コンデンサ | ZrO₂, ZTA | 高いεrと優れた機械的強度 |
マイクロ波構造 | MGC | 加工が容易+安定した誘電性能 |
誘電率: セラミックスと他の材料
材料選択におけるセラミック誘電率の利点を理解していただくために、以下の表でセラミック材料と一般的な絶縁体材料、電子産業材料、高分子プラスチックを比較しています:
*データは参考値です。