
Sudėtinis lakštinis substratas reiškia pagrindinę medžiagą, paprastai lakšto pavidalo, kurią sudaro dvi ar daugiau skirtingų fizinių ar cheminių fazių, sujungtų, kad būtų sukurta nauja medžiaga, pasižyminti pranašesnėmis savybėmis, palyginti su atskirais komponentais. Pažangiose pramonės srityse tai dažnai apima kietos, lanksčios matricos (pvz., metalo ar polimero) sujungimą su kieta armavimo faze (pvz., Keramikos dalelėmis ar pluoštais), kad būtų pasiektas stiprumo, kietumo ir kitų specifinių funkcinių savybių balansas.
Šie substratai yra sukurti taip, kad tarnautų kaip pagrindinė tolesnio apdorojimo platforma arba kaip pagrindinis struktūrinis komponentas sudėtingose naudose.
Pritaikytos savybės: pagrindinis privalumas yra galimybė suprojektuoti medžiagą, turinčią tam tikrą savybių rinkinį, kurio nėra vienoje medžiagoje. Tai apima optimizavimą:
Didelis stiprumo ir svorio santykis: ypač polimeriniuose arba metalo matricos kompozituose, sutvirtintuose anglies arba keramikos pluoštais.
Padidintas atsparumas dilimui: pasiekiamas į metalinę matricą įterpiant kietas daleles, tokias kaip volframo karbidas ar keramika.
Pagerintas šilumos arba elektros laidumas: naudojant laidžius pluoštus arba daleles.
Kontroliuojamas terminis plėtimasis: labai svarbus elektronikoje, kad atitiktų puslaidininkių plėtimąsi.
Daugiafunkciškumas: vienas kompozicinis lakštas gali būti suprojektuotas atlikti kelis vaidmenis, pvz., teikti struktūrinę paramą, atsparumą dilimui ir šilumos valdymą vienu metu.
Anizotropija: Savybės gali būti sukonstruotos taip, kad būtų kryptingos (anizotropinės), pvz., stiprios viena kryptimi dėl išlygintų pluoštų, o tai idealiai tinka konkrečioms apkrovoms.
„Kompozitinis lakštinis substratas“ yra plati kategorija. Pagrindiniai tipai apima:
Metalo matricos kompozitai (MMC): metalinis pagrindas (pvz., aliuminis, varis), sutvirtintas keraminėmis dalelėmis (pvz., silicio karbidu, boro karbidu) arba pluoštais.
Keraminės matricos kompozitai (CMC): keraminė matrica (pvz., silicio karbidas), sutvirtinta keraminiais pluoštais, užtikrinanti išskirtinį stiprumą aukštoje temperatūroje ir atsparumą lūžiams, palyginti su monolitine keramika.
Polimerinės matricos kompozitai (PMC): polimerinė derva (pvz., epoksidinė derva), sutvirtinta ištisiniais pluoštais (pvz., anglimi, stiklu, aramidu). Tai klasikiniai „sudėtiniai“ lakštai, naudojami aviacijos ir sporto prekėse.
Laminuoti kompozitai: keli skirtingų medžiagų (pvz., metalų, polimerų) sluoksniai yra sujungiami, kad būtų sukurtas lapas su kiekvieno sluoksnio savybėmis.
Kompozicinis lakštinis substratas yra aukštųjų technologijų pramonės pagrindas:
Elektronikos pakuotė: naudojama kaip puslaidininkinių lustų ir grandinių substratai. Pavyzdžiai:
Tiesiogiai sujungtas varis (DBC): Keraminis lakštas (pvz., Al₂O3 arba AlN), kurio iš abiejų pusių sujungtas variu, naudojamas maitinimo moduliams.
Metalinės šerdies PCB: metalinis pagrindas (kaip aliuminis) su dielektriniu sluoksniu ir grandinės sluoksniu, naudojamas LED apšvietimui.
Orlaiviai ir gynyba: kaip konstrukcinės plokštės, skirtos orlaivių dangoms, palydovų komponentams ir šarvų sistemoms, kur labai svarbu lengvas ir didelis stiprumas.
Dėvėjimui atsparūs įdėklai: MMC lakštai, kuriuose yra volframo karbido ar kitų kietų fazių, naudojami kasybos, žemės ūkio ir medžiagų tvarkymo įrangai iškloti.
Šiluminis valdymas: kaip didelės galios elektronikos šilumos šalintuvai arba skirstytuvai, naudojantys aukšto šilumos laidumo kompozitus (pvz., Al-SiC).
Šioje lentelėje apibendrinamos pagrindinės funkcijos, kad būtų galima greitai peržiūrėti:
| Funkcija | Aprašymas | Privalumas |
| Pagrindinė koncepcija | Pagrindo lakštas, pagamintas derinant dvi ar daugiau skirtingų medžiagų. | Įgalina kurti medžiagas, kurių savybių deriniai neįmanomi vienai medžiagai. |
| Pagrindinis principas | Sinergija. Matrica ir armatūra veikia kartu, kad sukurtų puikias savybes. | Pasiekiama optimali pusiausvyra, pvz., kietumas iš matricos ir kietumas iš armatūros. |
| Įprasti pastiprinimai | Dalelės (karbidas, keramika), pluoštai (anglis, stiklas). | Suteikia specifines savybes, pvz., atsparumą dilimui arba didelį stiprumą. |
| Bendrosios matricos | Metalai (Al, Cu), polimerai (epoksidas), keramika (SiC). | Suteikia nepertraukiamą fazę, suteikia tvirtumo ir suriša armatūrą. |
| Pagrindinis vairuotojas | Našumas ir funkcionalumas. | Leidžia sukurti lengvą, efektyvų ir patvarų dizainą pažangioje inžinerijoje. |
| Pagrindinės pramonės šakos | Elektronika, aviacija, automobiliai, gynyba, aukščiausios klasės gamyba. | Medžiaga technologijų pažangai šiuose sektoriuose. |
Apibendrinant, a Sudėtinis lakštinis substratas yra labai sukurta pagrindo medžiaga. Tai ne paprasta žaliava, o sudėtinga platforma, sukurta nuo atominio lygio iki tam, kad užtikrintų specifines mechanines, šilumines ir elektrines savybes, todėl ji yra būtina šiuolaikinėms didelio našumo reikmėms.