Quais são os principais elementos utilizados para a produção de componentes eletrônicos? Por quê?
Passo 1
O enunciado pede para identificarmos os principais elementos químicos usados na fabricação de componentes eletrônicos e justificarmos sua escolha. O conteúdo envolve noções de semicondutores, condutividade elétrica e materiais de encapsulamento.
Passo 2
Os semicondutores elementares mais usados são o silício e o germânio. Eles têm energia de gap adequada para controlar o fluxo de elétrons e buracos, permitindo fabricar diodos, transistores e circuitos integrados. O silício é o mais comum por ser abundante e ter óxido (Si
) de excelente qualidade como isolante.
Passo 3
Entre os semicondutores compostos destacam-se arseneto de gálio (GaAs) e fosforeto de índio (InP). Esses materiais oferecem maior mobilidade de carga e melhor desempenho em frequências de rádio-frequência e em aplicações optoeletrônicas (LEDs, lasers).
Passo 4
Para criar regiões do tipo n e p nos semicondutores, utilizam-se dopantes como fósforo, arsênio ou antimônio (para tipo n) e boro, alumínio ou gálio (para tipo p). Esses elementos alteram a concentração de portadores de carga controlando a condutividade.
Passo 5
Nas interconexões internas e externas dos chips, empregam-se metais de alta condutividade elétrica, sobretudo cobre e alumínio. O ouro ou a prata aparecem em contatos e soldas especiais por oferecerem baixa resistividade e alta resistência à corrosão.
Passo 6
Como dielétricos e isolantes em camadas finas ou substratos, usam-se principalmente dióxido de silício, nitreto de silício e alumina. Eles garantem isolamento elétrico, proteção mecânica e estabilidade térmica.
Passo 7
Por fim, na encapsulação e substratos de placas de circuito impresso (PCBs), adotam-se materiais como epóxi-fenólico (FR
), cerâmicas técnicas e plásticos de engenharia. Esses materiais fornecem suporte mecânico, isolamento elétrico e dissipação de calor.