微波陶瓷概述
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微波介质陶瓷(MWDC)是应用于微波频段(主要是UHF、SHF频段,300MHz~300GHz)电路中作为介质材料并完成一种或多种功能的陶瓷,是近年来国内外对微波介质材料研究领域的一个热点方向。
近年来,移动通讯、卫星通信、军用雷达、全球卫星定位系统(GPS)、蓝牙技术、无线局域网等现代通信技术得到了快速发展。
这些通信装置中使用的微波电路一般由谐振器、滤波器、振荡器、衰减器、介质天线、微波集成电路基片等元件组成,微波介质陶瓷(MWDC)是其制备的关键基础材料。
用微波介质陶瓷制作的元器件具有体积小、质量轻、性能稳定、价格便宜等优点。
目前微波陶瓷材料和器件的生产水平以日Murata公司、德EPCOS公司、美Trans-Tech公司、Narda MICROW A VE-WEST公司、英Morgan Electro Ceramics、Filtronic等公司为最高。
其产品的应用范围已在300MHz~40GHz系列化,年产值均达十亿美元以上。
国外介质陶瓷材料发展具有综合领先水平的是日本、美国等发达国家。
日本在介质陶瓷材料领域中一直以全列化、产量最大、应用领域最广、综合性能最优,占据了世界电子陶瓷市场50%的份额。
美国在电子陶瓷的技术研发方面走在世界前列,但是产业化应用落后于日本,大部分技术停留在实验室阶段。
目前,美国电子陶瓷产品约占世界市场份额的30%,居全球第二位。
目前世界电子陶瓷的市场规模达到1300亿美元左右。
未来几年需求量每年将以15~20%的速度增长,到2015年需求量将突破2100亿美元。
我国特陶企业集中分布在北京、上海、天津、江苏、山东、浙江、福建、广东等沿海城市和地区以及华中部分城市地区,西南西北等偏远地区以原军工三线企业为主。
在我国电子陶瓷行业中,股份制和三资企业具有最强的竞争力。
国内微波介质陶瓷材料及器件的生产,在技术水平、产品品种和生产规模上与国外相比有较大差距。
我国特种陶瓷产业目前主要存在产业规模小、技术创新弱、研发投入少、品牌知名度不高、工艺和装备水平低、能耗高、融资困难、无序竞争等问题,特别是企业缺乏创新能力,产业缺乏创新平台,严重制约了特种陶瓷产业由量向质的飞跃提升。
微波烧结陶瓷原理宝子们!今天咱们来唠唠微波烧结陶瓷这个超有趣的事儿。
咱先得知道陶瓷是啥,陶瓷啊,就是那些个土土的材料经过各种加工变得超级硬、超级漂亮的东西。
那微波烧结陶瓷呢,就像是给陶瓷来一场超级酷炫的变身之旅。
微波这玩意儿啊,就像一个个小小的魔法精灵,到处乱窜。
当我们把陶瓷放进微波环境里的时候,这些魔法精灵就开始和陶瓷材料互动起来啦。
陶瓷材料里面呢,有好多不同的粒子啊,分子啊啥的。
微波这个小机灵鬼,它的能量就被陶瓷里的一些带电粒子或者偶极子给捕捉到了。
你想啊,就像一群小蚂蚁发现了一块大糖果一样,那些陶瓷里的小粒子发现了微波带来的能量,可兴奋了呢。
这些粒子吸收了微波的能量之后,就开始变得躁动不安啦。
它们开始在自己的小位置上晃悠得更厉害,就像小朋友吃了太多糖开始在屋子里跑来跑去一样。
然后呢,这种躁动就带来了热量。
可不是那种慢慢悠悠的热量哦,是一下子就热起来的那种。
因为微波能让陶瓷里的粒子们同时都活跃起来,就像大家一起开派对,一下子就把气氛搞热乎了。
这种热量可不得了,它让陶瓷材料开始烧结起来。
烧结是啥呢?就像是把陶瓷材料里的小颗粒们紧紧地黏在一起。
本来那些小颗粒们就像一盘散沙,各玩各的,现在呢,在微波带来的热量作用下,它们就开始手拉手,紧紧抱成一团啦。
而且啊,因为微波加热是从陶瓷内部开始的,不像传统加热是从外面慢慢往里热,这就像是从内而外给陶瓷做了个全面的改造呢。
在这个过程中啊,陶瓷的结构也发生了很大的变化。
那些原本松散的结构变得越来越致密。
就像把一个松松垮垮的棉花糖捏成了一个紧实的小团子一样。
而且啊,微波烧结还有个好处呢,它能够让陶瓷的性能变得更好。
比如说啊,陶瓷可能会变得更坚硬,更耐磨。
这就好比一个人本来身体有点弱,经过一场特殊的训练之后,变得强壮又健康啦。
不过呢,微波烧结陶瓷也不是那么简单的事儿。
它就像一场精心编排的舞蹈,每个环节都得恰到好处。
微波的功率啊,烧结的时间啊,这些都得控制好。
要是微波功率太大了,就像你给小朋友喂饭喂得太快太多了,陶瓷可能会受不了,就出现一些缺陷啦。
微波介质陶瓷(MWDC)是应用于微波频段(主要是UHF、SHF频段,300MHz~300GHz)电路中作为介质材料并完成一种或多种功能的陶瓷,是近年来国内外对微波介质材料研究领域的一个热点方向。
近年来,移动通讯、卫星通信、军用雷达、全球卫星定位系统(GPS)、蓝牙技术、无线局域网等现代通信技术得到了快速发展。
这些通信装置中使用的微波电路一般由谐振器、滤波器、振荡器、衰减器、介质天线、微波集成电路基片等元件组成,微波介质陶瓷(MWDC)是其制备的关键基础材料。
用微波介质陶瓷制作的元器件具有体积小、质量轻、性能稳定、价格便宜等优点。
目前微波陶瓷材料和器件的生产水平以日Murata公司、德EPCOS公司、美Trans-Tech公司、Narda MICROWAVE-WEST公司、英Morgan Electro Ceramics、Filtronic等公司为最高。
其产品的应用范围已在300MHz~40GHz系列化,年产值均达十亿美元以上。
国外介质陶瓷材料发展具有综合领先水平的是日本、美国等发达国家。
日本在介质陶瓷材料领域中一直以全列化、产量最大、应用领域最广、综合性能最优,占据了世界电子陶瓷市场50%的份额。
美国在电子陶瓷的技术研发方面走在世界前列,但是产业化应用落后于日本,大部分技术停留在实验室阶段。
目前,美国电子陶瓷产品约占世界市场份额的30%,居全球第二位。
目前世界电子陶瓷的市场规模达到1300亿美元左右。
未来几年需求量每年将以15~20%的速度增长,到2015年需求量将突破2100亿美元。
我国特陶企业集中分布在北京、上海、天津、江苏、山东、浙江、福建、广东等沿海城市和地区以及华中部分城市地区,西南西北等偏远地区以原军工三线企业为主。
在我国电子陶瓷行业中,股份制和三资企业具有最强的竞争力。
国内微波介质陶瓷材料及器件的生产,在技术水平、产品品种和生产规模上与国外相比有较大差距。
我国特种陶瓷产业目前主要存在产业规模小、技术创新弱、研发投入少、品牌知名度不高、工艺和装备水平低、能耗高、融资困难、无序竞争等问题,特别是企业缺乏创新能力,产业缺乏创新平台,严重制约了特种陶瓷产业由量向质的飞跃提升。
概念:LTCC低温共烧陶瓷技术是于1982年由休斯公司开发的新型材料技术,它采用厚膜材料,根据预先设计的结构,将电极材料、基板、电子器件等一次性烧成,是一种用于实现高集成度、高性能电路封装技术,普遍应用于多层芯片电路模块化设计中。
工艺流程:从国内外技术的应用领域来看,主要应用于以下几个方面:一、高频无线通讯领域:基于材料具有优异的高频性能,同时还具有低成本、高集成度等特点二、航空、航天工业领域,例如,美国的空间系统制造公司,为满足通讯卫星上控制电路。
产线宽,每层个以上通孔的一组件的电路要求,选用了杜邦公司的材料技术。
三、存储器、驱动器、滤波器、传感器等电子元器件领域可以通过埋植内电容、内电感等形成三维结构,缩小电路体积,提高电性能。
日本太阳诱电公司采用插人应力释放层的方法,研制出了。
规格的片式叠层组合元件。
以LTCC技术制造片式滤波器,陶瓷材料应具备以下几个要求:①烧结温度应低于950℃②介电常数和介电损耗适当,一般要求值越大越好,谐振频率的温度系数应小③陶瓷与内电极材料等无界面反应,扩散小,相互之间共烧要匹配④粉体特性应利于浆料配制和流延成型等。
3.2L TCC技术的主要优点LTCC技术除了在成本和集成封装方面的优势外,在布线线宽和线间距、低阻抗金属化、设计的多样性、器件可靠性及优良的高频性能等方面都具备许多其它基板技术所没有的优点(1)LTCC技术结合了共烧技术和厚膜技术的优点,减少了昂贵、重复的烧结过程,所有电路被叠层热压并一次烧结,印制精度高,多层基板生瓷带可进行逐步检查,方便灵活,有利于生产效率的提高,降低了成本。
(2)LTCC技术可使每一层电路单独设计而不需要很高成本,能使多种电路封装在同一多层结构中,可集成数字、模拟、射频、微波及内埋置无源元件,降低了组装复杂程度。
由于使用嵌入元件而不是线路板上的表面贴装元件,模块尺寸减小20%~40%,系统成本更低。
采用LTCC工艺可实现无源器件的高度集成,减少了表面安装元件的数量,提高了布线密度,减少了引线连接与焊点的数目,提高了电路的可靠性。