新型元器件的研究现状与发展趋势
- 格式:docx
- 大小:111.66 KB
- 文档页数:4
电子元器件器件小型化发展趋势探究摘要:伴随电子信息技术的飞速发展,电子元器件的设计、制造水平对现代化电子设备的进步具有重要意义,同时也对电子元器件检测等工作具有更多需求。
以目前我国社会经济发展状况为基础,通过近几年来人们对于电子设备提出的各种需求,明晰了电子元器件应用的重要性。
所以,应看清电子元器件的未来发展趋势,大力提高检测的水平,以促进我国电子设备的高速发展。
关键词:电子元器件;器件小型化;发展趋势引言:如今电子元器件已经普及到各个电子设备内,是电子设备里最基础的部分,对电子设备和信息系统有着决定性的影响。
由于电子信息技术的迅速发展,近几年人们对于设备每秒执行的指令数量、功率损耗、发热情况、形状大小等都提出了更高的要求,因此,电子元器件器件小型化的需求愈发强烈,对于器件小型化的发展趋势须重视起来。
一、电子元器件的主要特点全球第一台大型电子计算机于上个世纪四十年代在美国上市,人们率先运用了电力电子器件、小型灯泡等电子元器件实现了二进制运算,人们从此进入了数字电路时代,直到现在计算机领域的电子元器件依旧以它们为基础。
电子元器件最重要的两个部分分别是:电子元件和电子器件。
元件是电子元器件在加工的时候不转变体积化学成分的构造,不会影响电子元器件本身形成的电压的效应和电流[1]。
器件是在电子元器件加工的时候转变化学成分,并且会形成电子,进一步对电子元器件形成的电流和电压产生影响,而器件里的微型电子器件或部件也包括了中央处理器等等。
电子元件与电子器件依据设计构造,以技术为发展平台一起发挥着关键的作用,一同配合以达成电子元器件的效能。
二、电子元器件器件小型化目前的发展1.从手持电话看电子元器件器件小型化发展在上个世纪九十年代,第一步手持电话由摩托罗拉公司成功创造并上市,人们进入了移动终端的时代。
手持电话经过了大哥大手机、翻盖手机、智能手机等几次革新变化。
从原本1公斤重的板砖型手机到现在100克的超薄手机,其中最重要的改变就是电子元器件小型化。
国内外电子信息工程研究前沿及发展趋势近年来,电子信息工程作为一门新兴的学科领域,得到了广泛的重视和发展。
在快速变化的科技世界中,了解国内外电子信息工程的研究前沿和发展趋势十分重要。
本文将为您介绍国内外电子信息工程研究的最新成果和未来发展方向。
1. 5G通信技术与物联网随着互联网的普及和移动设备的快速发展,5G通信技术成为了当前的热点话题。
5G通信技术将实现更快的网络速度、更低的延迟和更高的可靠性,为人们带来更好的通信体验。
与此同时,物联网的快速发展也将为电子信息工程的研究带来新的挑战和机遇。
在未来,5G通信技术与物联网的结合将推动电子信息工程领域的创新和发展。
2. 人工智能和机器学习人工智能和机器学习技术的发展正在改变我们的世界。
在电子信息工程中,人工智能和机器学习的应用领域十分广泛,包括图像识别、自然语言处理、智能交通系统等。
人工智能的发展使得机器能够模仿人类的思维和行为,从而实现更加智能化的应用。
未来,人工智能和机器学习将继续引领电子信息工程研究的前沿和发展方向。
3. 高性能计算与云计算高性能计算和云计算技术在电子信息工程领域有着重要的应用价值。
高性能计算能够解决大规模计算和数据处理问题,为科学研究和工程应用提供强大的支持。
云计算则提供了灵活的计算和存储资源,为用户提供了便捷的服务。
随着云计算技术的不断发展和创新,高性能计算与云计算将进一步融合,为电子信息工程带来更多的机遇和挑战。
4. 集成电路和芯片技术集成电路和芯片技术是电子信息工程的核心领域。
随着电子元器件尺寸的不断减小和功能的不断增强,集成电路和芯片技术也在不断发展和创新。
在未来,集成电路和芯片技术将继续向着高集成度、低功耗和高可靠性的方向发展。
同时,新型材料和制造工艺的应用也将推动集成电路和芯片技术的进一步突破和创新。
5. 物理层通信技术物理层通信技术是电子信息工程研究中的重要领域。
随着无线通信技术的快速发展,物理层通信技术的研究也日益受到重视。
新型电子元器件的研究及其应用电子元器件是指用于控制、放大、转换或处理电信号的组件或设备,是现代电子技术的核心部分。
近年来,随着人工智能、物联网等新型技术的兴起,电子元器件的研究和应用也发生了许多新变化。
本文就新型电子元器件的研究及其应用进行一些探讨。
一、量子电子学量子电子学是指将量子力学理论运用于电子器件中的新领域。
传统的电子元器件使用材料中的自由电子进行操作,而量子电子学则利用物质中的电子自旋和量子态来实现元器件的功能,因此具有更高的速度和更低的功耗。
目前,量子电子学在高速计算、量子通信等领域已有重要应用。
例如,在高速计算中,用量子比特(qubit)代替传统的二进制比特(bit)可以实现更快的计算速度。
在量子通信中,使用量子密钥分发技术可以实现更加安全的信息传输。
二、可穿戴电子元器件可穿戴电子元器件是指可以在人的身上携带或穿戴的电子器件,如智能手表、智能眼镜、智能手环等。
近年来,随着人们对健康和生活质量的关注度不断提升,可穿戴电子元器件市场逐渐升温。
可穿戴电子元器件不仅可以记录人们的健康数据,还可以实现智能数据分析和提供更好的用户体验。
例如,智能手环可以监测用户的运动、睡眠等数据,智能眼镜可以提供实时导航、语音识别等功能。
三、柔性电子元器件柔性电子元器件是指可以弯曲、扭曲、折叠等具有柔性机械性能的电子器件,如柔性LED显示屏、可卷曲电池等。
与传统的硬性电子元器件相比,柔性电子元器件具有更好的适应性和可塑性。
柔性电子元器件广泛应用于可穿戴电子元器件、医疗电子设备、智能家居等领域,可以有效地解决传统电子元器件的限制。
例如,在医疗电子设备中,采用柔性电子元器件可以更好地贴合患者身体,提高医疗操作的精度和舒适度。
四、纳米电子元器件纳米电子元器件是指尺寸在纳米级别的电子器件,如纳米线、纳米管、纳米晶等。
纳米电子元器件具有更高的电子迁移率和功率密度,可以在更小的空间内实现更好的电子控制效果。
纳米电子元器件已经在光电器件、传感器、存储设备等领域得到广泛应用。
器件调研报告器件调研报告一、引言随着科技的不断发展,各种各样的器件不断涌现。
为了解这些新型器件的性能和应用领域,本次调研选择了一种新型器件进行研究和评估。
本报告将对该器件的性能特点、技术参数以及应用领域进行详细的介绍和分析。
二、调研对象本次调研的对象是XX器件。
XX器件是一种电子元器件,采用X技术制造,具有X特性。
该器件的设计目标是提高X性能,并在X领域提供更好的解决方案。
三、性能特点XX器件具有以下几个突出的性能特点:1. 高可靠性:XX器件采用高品质材料制造,经过严格的质量控制,具有较高的可靠性和稳定性。
在长时间使用或恶劣环境下仍能正常工作。
2. 低功耗:XX器件采用先进的X技术,能够在保持稳定性能的前提下降低功耗。
这大大延长了电池寿命,并减少了能源浪费。
3. 高效能:XX器件在X领域具有较高的工作效能,能够快速、准确的完成X任务,提高工作效率。
4. 多功能:XX器件具备多种功能,能够满足不同应用领域的需求。
通过合理配置和编程,能够实现多种功能的组合和切换。
四、技术参数XX器件的主要技术参数如下:1. 尺寸:XX器件的尺寸为x*x*xmm,适合在各种设备中安装和使用。
2. 工作电压:XX器件的工作电压范围为X~XV,适用于不同电源供电环境。
3. 工作温度:XX器件的工作温度范围为-XX℃~XX℃,能够适应各种环境温度变化。
4. 最大输出功率:XX器件的最大输出功率为XW,能够满足大功率需求的应用场景。
五、应用领域基于XX器件的性能特点和技术参数,该器件适用于以下几个应用领域:1. 通信设备:由于XX器件具有高可靠性和低功耗的特点,能够在通信设备中更好地实现信号处理和传输。
2. 汽车电子:XX器件在汽车电子中有广泛的应用,可以用于发动机管理系统、车载娱乐系统等。
3. 工业自动化:XX器件能够在工业自动化系统中提供稳定可靠的控制和监测功能,提高工业生产效率。
4. 智能家居:XX器件具备多功能特点,适用于智能家居系统中的安全监控、智能控制等方面。
一体成型电感用软磁粉末应用现状及发展趋势一、内容描述随着电子技术的飞速发展,一体成型电感(InMold Electrolytic Capacitor,IMC)已经成为现代电子产品中不可或缺的关键元器件。
作为一种新型的电感技术,一体成型电感具有尺寸小、重量轻、性能优越等优点,因此在手机、平板电脑、笔记本电脑等消费电子产品中得到了广泛应用。
而软磁粉末作为一体成型电感的重要材料,其应用现状及发展趋势对于推动一体成型电感技术的发展具有重要意义。
本文首先介绍了一体成型电感的基本原理和结构特点,然后分析了软磁粉末在一体成型电感中的应用现状,包括原材料、生产工艺和性能测试等方面。
从市场需求和技术趋势两个方面对一体成型电感用软磁粉末的应用现状进行了详细阐述。
针对当前存在的问题和挑战,提出了一体化粉末冶金技术在一体成型电感制造中的应用前景,以期为我国一体成型电感产业的发展提供有益的参考。
A. 研究背景和意义一体成型电感(InMold Integrated Inductance,简称IML)是一种新型的电感技术,它将电感器与基板一体化制造,具有更高的可靠性、更小的尺寸和重量以及更好的散热性能。
随着电子行业的发展和对高性能、低功耗电子器件的需求不断增加,一体成型电感技术在各个领域得到了广泛的应用。
传统的软磁粉末材料在一体成型电感中的应用仍存在一些问题,如粉末颗粒尺寸较大、烧结过程中易产生气孔等,这些问题限制了一体成型电感性能的进一步提升。
研究和开发适用于一体成型电感的新型软磁粉末材料具有重要的理论和实际意义。
研究和开发适用于一体成型电感的新型软磁粉末材料有助于提高一体成型电感的整体性能。
通过优化粉末的成分和工艺参数,可以实现对粉末颗粒尺寸、磁性强度、矫顽力等性能的精确控制,从而提高一体成型电感的磁性能、饱和感应强度和温升等关键性能指标。
新型软磁粉末材料还可以通过引入具有特殊功能的纳米颗粒或功能基团来实现对一体成型电感的特殊性能要求,如高导热性、高耐腐蚀性等。
新型电力电子元器件研究及应用随着电力电子技术的不断发展,电子器件的种类和功能也得到了极大的拓展。
新型电力电子元器件不仅仅包括经典的半导体器件,还涵盖了各种新型器件,如功率集成芯片、SiC器件、GaN器件等。
这些新型器件的出现,让电力电子系统性能得到了显著提升,同时也推动了电力电子领域的技术进步。
1. 功率集成芯片的应用功率集成芯片(PIC)是一种具有高度集成化的、尺寸小、功率密度大的电力电子元器件。
相比传统的电力电子系统,采用PIC可以大幅提升系统的功率密度和效率。
同时,PIC的制造成本也相对较低,便于批量制造和应用。
目前,PIC已经在电机驱动、DC-DC转换、太阳能逆变、LED 驱动等领域得到了广泛应用。
以电机驱动为例,现代电机驱动系统一般由三个模块组成:控制模块、功率模块和传感器模块。
而采用PIC后,三个模块可以通过一个芯片实现,大大减小了系统体积、提高了效率、降低了故障率。
这种集成技术的应用有利于实现小型化、智能化、高效能的电力电子系统。
2. SiC器件的发展SiC(碳化硅)是一种WBG(宽禁带半导体)材料,相比传统的Si(硅)材料,具有更高的导通电流密度、更高的崩溃电场和更高的耐热温度。
因此,基于SiC的电力电子元器件具有更小的尺寸、更低的开关损耗和更高的开关频率。
目前,SiC器件已经广泛应用于电动汽车、高速列车、船舶、飞机等场合。
以电动汽车为例,传统的Si器件无法满足高速充电、快速加速等要求。
而采用SiC器件后,可以实现高达350kW的超级充电功率,保障了快速充电需求。
同时,SiC器件的应用还可以提高电动汽车驱动电机的效率,延长电池寿命,降低系统成本。
3. GaN器件的发展GaN(氮化镓)也是一种WBG材料,与SiC类似,具有更高的导通电流密度、更高的崩溃电场和更高的极限工作温度。
与SiC 不同的是,GaN器件的制造成本更低,适用于低压高频领域。
因此,基于GaN的电力电子元器件成为了高频应用的首选。
新型电力电子技术的研究现状和应用随着当代科技的迅猛发展,新型电力电子技术也越来越成为人们议论的焦点。
在工业、交通、家庭等各个领域,新型电力电子技术都应用得越来越广泛,其作用越来越突出。
下面我们将就新型电力电子技术的研究现状和应用进行一番探讨。
一、新型电力电子技术研究现状从技术的角度来看,新型电力电子技术的研究主要涉及到三大方向:控制技术、转换技术和电子元器件技术。
1、控制技术电力电子技术的控制技术一直是研究的重要方向。
例如,功率因数校正技术、PWM调制技术、矢量控制技术等都是控制技术方面的热门研究领域。
随着控制技术的不断发展和创新,新型控制技术也不断涌现,使电力电子技术的控制更加灵活、高效。
2、转换技术电力电子技术的转换技术是针对电能进行转换的技术。
例如,电力变换器、逆变器、整流器等,在电能的传输、转换过程中发挥着至关重要的作用。
随着转换技术的不断创新和发展,电力电子技术的转换效率也得到了进一步提高,能够更好地满足人们的实际需求。
3、电子元器件技术电子元器件技术是电力电子技术发展的基础和前提。
众所周知,电子元器件的品质和性能对电力电子器件的工作效率和稳定性有着非常重要的影响。
因此,电子元器件技术的创新和发展对于提升电力电子技术水平具有十分重要的作用。
二、新型电力电子技术的应用1、家庭领域在现代家庭中,人们使用电力电子技术的方式多种多样。
例如,许多家庭开始使用LED灯来取代传统的白炽灯,使用智能家居系统进行家居控制,安装新型的家用空调、电视、冰箱等等。
这些家电的应用促进了家庭生活的舒适度和便利性的提高。
2、工业领域在工业领域,新型电力电子技术的应用也越来越广泛。
例如,在电力系统中,高压直流输电、智能电网等应用越来越普遍;在工业生产中,电动汽车、电动机、电动工具和光伏发电等新型设备的使用也为工业生产带来了很大的便利和经济效益。
3、交通运输领域在交通运输领域,新型电力电子技术的应用也十分广泛。
例如,电动汽车和混合动力汽车的普及,提高了交通运输的能效和环保性,未来的高速铁路、磁悬浮列车等技术也使用了新型的电力电子技术。
新型电子元器件设计和制造技术研究一、引言电子元器件是现代电子技术的核心之一,也是信息化社会发展的动力源泉之一。
随着信息时代的不断发展,人们对电子产品的需求越来越多元化和个性化,导致对电子元器件设计和制造的要求逐渐提高。
新型电子元器件设计和制造技术研究,成为当前电子行业的热点话题。
二、新型电子元器件的种类和应用随着信息科技的不断创新,新型电子元器件层出不穷。
其中,应用最为广泛的新型电子元器件有光电元件、微电子传感器、无源元器件和集成电路等。
1.光电元件光电元件是利用光电转换效应将外部光信号转换为电信号的元器件。
光电元件在通讯、光学测量仪器、遥感和安防等领域得到广泛应用。
例如,在数字相机、激光打印机和电视机等电子产品中,都需要光电元件进行图像采集、影像打印和显示等工作。
2.微电子传感器微电子传感器是一种能够将各种物理量转化为电信号的微型传感器,具备体积小、灵敏度高、耗能低等优点,广泛应用于汽车工业、医疗器械、仪表监测和环保等领域。
例如,在汽车行业中,微电子传感器可以用来检测车辆的速度、油量、空气质量和电池容量等信息。
3.无源元器件无源元器件是指不需能量输入或从外部输入极少能量就能将信号处理和放大的元器件,如电阻、电容、电感等。
在无线通信、计算机、音响等领域,无源元器件可以用来调节信号的幅度、频率和相位等信息,保证信号的稳定性和准确性。
4.集成电路集成电路是将大量电子元器件集成在一个碳化硅片上制成的电路,具有高集成度、低功耗、体积小等优势。
在数字电视、智能手机、计算机和军用设备等领域,集成电路得到了广泛应用,可以用于控制器件、存储器件、逻辑器件和功率器件等。
三、新型电子元器件制造技术的研究电子元器件的设计和制造技术是电子行业发展的支撑,也是新型电子元器件研究的核心之一。
目前,随着电子材料、封装技术和微纳制造技术的不断创新,新型电子元器件的制造技术也不断发展。
1.电子材料电子材料是电子制造中的重要材料,直接影响电子器件的性能和品质。
新型半导体器件加工工艺的研究和应用随着信息技术的发展,半导体技术在现代社会中扮演着越来越重要的角色,新型半导体器件加工工艺的研究和应用也日益受到人们的关注。
本文将从半导体器件加工工艺的发展历程、新型加工技术以及应用前景等角度进行探讨。
一、半导体器件加工工艺的发展半导体器件作为信息技术领域内不可或缺的重要元件,其加工工艺发展历史可以追溯到上个世纪60年代。
当时,硅晶片作为半导体器件的关键材料开始被广泛应用。
在这之后,随着加工工艺技术的不断提高与改进,半导体器件逐渐成为信息技术领域中最为重要的元器件之一。
在20世纪90年代,半导体器件加工工艺出现了显著的变化。
为了解决传统制造工艺所带来的瓶颈问题,新型工艺技术得到了广泛应用。
例如,氧化物化学气相沉积(CVD)以及物理气相沉积(PVD)等创新技术的应用,改善了制造工艺的性能,使得整个半导体器件加工工艺的效率得到了大幅提高。
二、新型半导体器件加工技术的研究与应用为了适应当前信息技术的需要,人们在研发上采用了很多创新的制造工艺技术,以提升半导体器件加工工艺的性能和效率。
1、微纳加工技术随着半导体技术的不断发展,微纳加工技术应运而生,该技术的出现不仅提高了制造工艺的精度,同时也促使了半导体器件的不断创新。
微纳加工技术与传统加工技术所不同的在于,它逐渐掌握了微米级别下的工艺处理。
这种技术不仅使得半导体器件制造的精度得到了大幅提高,同时还在生产过程中极大地缩短了制造周期。
2、半导体三维组装技术对于三维组装技术,其主要目的是希望通过将组件堆模型与借助高密度的连接组件和微纳技术来实现半导体器件的扁平化和小型化。
在这方面的研究经过多年的发展已经得到非常好的进展了。
三维组装的出现不仅仅是为了提高半导体器件的性能和功能,同样也使得半导体器件可以大规模的批量生产。
三、应用前景半导体器件加工工艺一直受到广泛的关注,而随着半导体技术的快速发展,许多领域将不断涌现使用半导体器件的新需求。
新型电子元器件的研究现状与发展趋势韦纯严1300130525(桂林电子科技大学机电工程学院,广西桂林)摘要:电子元件是信息技术的重要支撑,是电子装备、电子信息系统以及武器装备控制系统必不可少的重要部件。
从信息技术的发展历程可以看出,电子系统功能的每一次升级、半导体技术的每一种创新与变革都会从产量和性能等方面对元件提出新的更高的要求。
因此研究与发展新型电子元器件,关注电子元器件的发展趋势对于一个国家的重要性是不言而喻。
关键词:电子元件;发展趋势1 引言当今社会科技的发展是日新月异,产品的更新换代的时间越来越短,而这一切的进步都离不开电子元器件的发展。
电子元器件是电子设备及信息系统的重要基础之一,其发展速度、技术水平高低和生产规模,不仅直接影响着电子信息产业的发展,而且对改造传统产业,促进科技进步,提高装备现代化水平都具有重要的现实意义。
因此,密切关注电子元器件的发展趋势,总结电子元器件的发展趋势,找出电子元器件发展新特点,密切关注电子元器件领域的新材料等,对促进我国电子元器件的发展、提高电子元器件整体水平、推动电子信息产业发展,都具有重要的理论和现实意义。
2 电子元器件国内外现状2.1世界电子元器件发展现状现在的电子设备及信息系统的体积越来越小,电路密度越来越高,传输速度也越来越快,新型电子元器件正在向片式化、微型化、高频化、宽频化、高精度化、集成化方和绿色环保向发展。
2.2我国电子元器件的发展现状由于西方发达国家在电子元器件行业中所投入的研发强度较大,如美国、日本等国家其在电子元器件行业中所投入的研发强度都已经超过5%,甚至有一些企业的投入高达10%以上,因此,这些国家在电子元器件行业中处于领先地位。
而我国由于在电子元器件研发领域中所投入的研发强度很有限,其核心技术基本上只能依靠进口。
再加上,我国设备陈旧,生产工艺比较落后,产品核心技术含量低。
同时,引进国外先进的电子元器件收到许多环节、条件的制约。
由于每种不同电子元器件所使用的材料以及生产工艺都有所不同,其功能和价格也有所差异,所以导致无法根据电子元器件的功能来制定关税,从而引起很多的电子元器件因功能与价格不明而被海关扣留。
因此,需要相关权威机构对电子元器件的功能及其价值进行鉴定,并作出具有相应的鉴定材料。
除此之外,出口西方国家的产品也面临着较大的贸易壁垒,使我国的电子元器件产品也面临着相应的标准门槛。
由于我国的芯片起步晚,发展较为缓慢,因此,目前我国的自主品牌的芯片还处于发展阶段。
与西方发达国家相比,我国自主品牌的芯片占全球芯片市场占有率少得可怜。
我国的电子元器件的起步比较晚,发展较为缓慢,相比于发达国家我国对新型电子元器件的研究与生产技术都相对落后。
但是我国的片式电阻器、片式独石陶瓷电容器、铝电解电容器、石英晶体谐振器、压电陶瓷滤波器、双面及多层印制板、覆铜板、扬声器等产品已达到规模经济生产要求。
3 电子元器件技术发展趋势从世界电子元器件的技术发展趋势来看,总体来看,片式化已经成为衡量电子元件技术发展水平的重要标志之一,其中,片式电容、片式电阻、片式电感三大无源元件,约占元器件总产量的85%-90%。
电子元器件在片式化的同时,也在向小型化方向迅速发展,随着电子设备小型化进程的加快,电子元件复合化和集成化的步伐也在加快。
由于电子元器件产品种类很多,各分类产品在技术发展趋势上又各有自身的特点。
电子元器件正进入以新型电子元器件为主体的新一代元器件时代,它将基本上取代传统元器件。
电子元器件由原来只为适应整机的小型化及其新工艺要求为主的改进,变为以满足数字技术、微电子技术发展所提出的特性要求为主,而且是成套满足的产业化发展阶段。
新型电子元器件体现当代和今后电子元器件向高频化、片式化、微型化、薄型化、低功耗、响应速率快、高分辨率、高精度、高功率、多功能、组件化、复合化、模块化和智能化等的发展趋势。
同时,产品的安全性和绿色化也是影响其发展前途的重要因素。
4 先进国家电子元器件发展趋势4.1美国日本韩国台湾电子元器件发展趋势美国作为传统电子元器件的强国之一,其电子元器件发展较快,先后制定了一系列的政策以及投入了相应的资金促进电子元器件快速发展。
加之,美国国防部把“开发先进电子元器件”作为一个重大计划。
因此,美国电子元器件科技一直处于领先地位。
日本的电子元器件企业一直积极研发新技术,致力于向多样化发展,从而使日本的电子元器件遍布全球范围内,已占全球1/2.韩国作为发展电子元器件产业基地之一,其原器件的发展情况也相当不错。
例如三星电子成为电子元器件行业的领跑者。
台湾在发展电子元器件也不甘落后,目前,台湾已经成为全球元器件发达地区之一。
5 电子元器件科技发展新趋势当前,随着传统元器件科研生产逐步地走向成熟,电子元器件科技正步入一新型材料、新工艺和新技术带动下的产品更新升级和深化发展的新时期,电子元器件由原来只为适应整机的小型化及其新工艺要求为主的改进,变成以满足数字技术、微电子技术发展所提出来的特性要求为主,而且是成套满足发展阶段,呈现出多个方面的新特点。
5.1呈片式化、小型化的技术发展新趋势片式化、小型化已经成为衡量电子元器件发展水平的重要标注之一。
美国、欧洲、日本等发达地区以及亚太地区、印度等发展中国家和地区,各类电子元器件均已有相应的片式化产品。
其中片式电容、片式电阻和片式电感这三大无源元件,占了全球片式元器件总产量的80%以上。
电子元器件片式化的同时,小型化也在迅速地发展,不仅传统元件在迅速的小型化,片式元件也在迅速的小型化。
当前片式阻容元件的主流产品的尺寸是0603型、0402型,正朝着外形尺寸更小的0201型和01005型方向发展。
例如,体积仅为0.0045 cm3的温度补偿晶体振荡器(TCXO)和体积为0.325cm32的片式继电器,以及高度仅为1.55mm的DIP开关等小型化元件都已相继开发成功。
尺寸缩小涉及一系列材料和工艺问题,这也是当前元件研究的一个热点。
目前CPU的制造工艺距离晶体管的理论最小尺寸还有一定的差距,仍未达到物理极限,对于半导体制造未来的技术发展,超越摩尔定律认为即使行业不再依赖器件尺寸减小和晶圆面积扩大来降低成本,半导体产品可在一个系统封装内整合不同类型的技术,朝着功能多样化的集成方向发展;跟随摩尔定律则认为可在晶片上集成更小的晶体管,降低临界尺寸。
总之,元器件行业可能通过片式化、小型化、集成更多数字和模拟技术提供特定的封装级或者系统级产品。
5.2向集成模块化发展由于无源的电子元件制造工艺在材料和技术上差异很大,很长时间以来一直以分立元件的形式使用。
尽管人们一直在片式元件的小型化方面进行着一系列努力,但与半导体器件的高度集成化相比,其发展相对缓慢得多。
近年来,由于低温共烧陶瓷(LTCC)等技术的突破才使无源集成技术进入了实用化和产业化阶段,并成为备受关注的技术制高点。
当前,由于LTCC工艺技术的迅速发展,片式集成无源元件(IPD)已在手机、无线网络、蓝牙等领域获得应用。
清华大学、上海硅酸盐研究所等单位正在开发LTCC用陶瓷粉料。
南玻电子公司开发出一系列不同性能的陶瓷生带产品,为不同设计、不同工作频率的LTCC产品的开发奠定了基础。
5.3轻量化、抗辐射性能满足宇航级的新应用随着太空活动的深入发展,宇航用各类电子系统增长非常迅速,一方面是空间用电子元件的需求两不断的增加,另一方面对电子元件提出了更高性能的要求,如小型化、轻量化以及抗辐射性能、加固性能、释气效应等,特别是在抗辐射加固性能方面的要求已经达到相当苛刻的地步。
美国一空军研究所实验室几年前发起了一项航天计划,其中的一项重要研究内容就是系统地认识空间恶劣的环境对电子元件的影响,提高材料的抗辐射加固性,从根本上弄清楚电子元件内部因辐射导致故障的内在机理。
5.4以低能耗、高可靠满足国防军工的新要求便捷式消费电子设备正向小尺寸、轻重量、多功能和数字化方向发展,全面带动了世界电子元器件科技向小型、片式、低厚度、低功耗、高频和高性能的深入发展和改进。
与此同时,国防和尖端科技装备也对电子器件提出了低功耗、高可靠等性能等方面的新要求。
如美国单兵作战系统、便捷式电台等小型作战装备,为保证装备在作战时在战场中可持续使用时间,在设计之初就提出了对其低功耗的要求,在电子元件的设计和选择中,低功耗已经成为很重要的一个标准。
除此之外,未来战场复杂的电磁场和恶劣的自然环境对电子元件产品的可靠性要求也越越高。
如在连接器领域,近年来国外迅速兴起的纳小型连接器,由于具有很高的可靠性,以及尺寸小和重量轻等特点,这种新型连接器已经在军事领域得到了非常广泛的应用。
5.5多功能化随着电子新型产品功能的不断增加,对片式元件功能的要求也越来越多样化。
尽管从数量上看,电子元件的片式化率已高达70%以上,但发展很不均衡,一些元件由于工艺、结构及材料等原因,片式化的难度较大。
如具有电感结构的磁珠元件,其功能不在于作为一个电感器,而是抗电磁干扰,目前片式化的磁珠元件已成为用量最大的一类片式电感类元件。
这些新元件的设计和材料都是电子元件所面临的新问题。
目前,为了实现微波陶瓷元件、过流保护元件、敏感陶瓷元件、磁性变压器等元件的片式化,世界各国都在开发具有低温烧结特性的微波陶瓷介质和敏感陶瓷材料及相应材料的多层共烧技术。
5.6高频化、宽频化目前电产品向高频化(微波段)发展的趋势十分的强劲,如无线移动通信已经发展到2GHz,短距离的无线数据交换系统已达到5.8GHz。
此外,高速数字电路产品也越来越多,光通信的传输速度已从2.5Gbps 发展到10Gbps。
这些进展都对电子元器件的高频化和宽频化提粗了更高的要求。
除此之外,降低寄生电感和寄生电容、提高自谐振频率、降低高频ESR、提高高频Q值等要求也不断地被提出来。
5.7无毒无害、安全环保性发展在电子元器件的制造过程中,往往会使用一些有毒的材料,如清洗剂、溶剂、焊料以及一些原材料等、部分电子元件的成品中有时也会含有有毒物质,如汞、铅、镉等有毒重金属。
随着人们的安全环保意识的加强,世界各国对安全环保电子元器件非常关注。
现在很多国家已经立法禁止使用这些有毒有害的物质,再这样的背景下,绿色环保电子元器件制造业应运而生。
开发绿色安全环保的电子元器件直接决定着产品的市场份额以及发展前景,从而为电子元器件制造业提出个更高的目标要求。
因此,各个元器件生产商都需要通过应用新材料、改善生产工艺及技术等诸多方面来改进以满足安全环保的标准。
在电子元件生产过程中,原材料和工艺是实现绿色制造的关键,因此无铅化的实施对印制线路板(PCB)材质、电子元件的耐温性、助焊剂的性能无铅焊料的性能、无铅组装设备的性能提出了更高的要求。
因此,各电子元件企业普遍加强对新材料的研究开发,以求在元件无铅化方面有新的突破。