1、第一章 电子陶瓷概述电子陶瓷电子陶瓷电子结构电子结构陶陶 瓷瓷电子功能电子功能陶陶 瓷瓷基板陶瓷基板陶瓷电气绝缘陶电气绝缘陶瓷瓷电气真空陶瓷电气真空陶瓷电容器陶瓷电容器陶瓷电阻陶瓷电阻陶瓷电感陶瓷电感陶瓷压电铁电陶瓷压电铁电陶瓷微波陶瓷微波陶瓷超导陶瓷超导陶瓷磁性陶瓷磁性陶瓷第一章 电子陶瓷概述 电子陶瓷在电子工业中的重要地位还在于电子陶瓷在电子工业中的重要地位还在于它在整机中的关键性作用。它在整机中的关键性作用。一块集成电路的稳定性和使用寿命，在很一块集成电路的稳定性和使用寿命，在很大程度上取决于它的基片或管壳的性能；大程度上取决于它的基片或管壳的性能；一个自动控制系统的调节范围、精度和灵敏
2、度一个自动控制系统的调节范围、精度和灵敏度等主要指标，都取决于传感器的性能，而制造等主要指标，都取决于传感器的性能，而制造传感器的主要材料是功能陶瓷；传感器的主要材料是功能陶瓷；一台大型计算机的运算速度主要取决于磁性瓷一台大型计算机的运算速度主要取决于磁性瓷记忆元件。记忆元件。第一章 电子陶瓷概述目前已经形成产业化的电子陶瓷大致有以下目前已经形成产业化的电子陶瓷大致有以下几类：几类：1、高频绝缘零件瓷高频绝缘零件瓷 主要用作高频绝缘支柱、板、管等各种主要用作高频绝缘支柱、板、管等各种绝缘子及紧固件。如绝缘子及紧固件。如滑石瓷滑石瓷、低碱莫来石瓷低碱莫来石瓷、刚玉刚玉莫来石瓷莫来石瓷、各种、各种
3、氧化铝瓷氧化铝瓷等。等。第一章 电子陶瓷概述 2、电阻基体和电感基体瓷、电阻基体和电感基体瓷 主要用作电阻器和电感器的基体。有主要用作电阻器和电感器的基体。有低低碱莫来石瓷、刚玉碱莫来石瓷、刚玉莫来石瓷和氧化铝瓷莫来石瓷和氧化铝瓷等。等。3、电真空瓷、电真空瓷 主要用于真空电子器件中的绝缘、耐热、主要用于真空电子器件中的绝缘、耐热、支承件、密封件、集成电路管壳和基片等，支承件、密封件、集成电路管壳和基片等，有有镁橄榄石瓷、镁橄榄石瓷、刚玉瓷、刚玉瓷、氧化铍瓷、氧化铍瓷、氮化铝氮化铝瓷瓷等。等。第一章 电子陶瓷概述 4、电容器瓷、电容器瓷 用于高频电路的温度稳定的电容器瓷，用于高频电路的温度稳定
4、的电容器瓷，如如四钛钡瓷、四钛钡瓷、镁镧钛瓷、镁镧钛瓷、钙钛硅瓷钙钛硅瓷等；等；用于高频电路起温度补偿作用的电容器瓷，用于高频电路起温度补偿作用的电容器瓷，如如金红石瓷、金红石瓷、钛酸钙瓷、钛酸钙瓷、钛锶铋瓷、钛锶铋瓷、锡酸锡酸盐盐和锆酸盐和锆酸盐等。等。第一章 电子陶瓷概述 具有高介电常数的具有高介电常数的铁电陶瓷铁电陶瓷，它可以，它可以制造体积小、电容量大的电容器，用于低制造体积小、电容量大的电容器，用于低频、高频、脉冲储能电路；频、高频、脉冲储能电路；介电常数很高，且对温度相当稳定的介电常数很高，且对温度相当稳定的半导半导体陶瓷电容器体陶瓷电容器，亦称晶界层电容器，它具，亦称晶界层电容器
5、，它具有高的可靠性，用于要求稳定性和可靠性有高的可靠性，用于要求稳定性和可靠性高的电路。高的电路。第一章 电子陶瓷概述 在陶瓷电容器中还有一类结构上特殊在陶瓷电容器中还有一类结构上特殊的电容器，称的电容器，称独石电容器独石电容器。它也可以用于上述各种电路，其特点是体它也可以用于上述各种电路，其特点是体积小，容量大。这类电容器，每立方厘米积小，容量大。这类电容器，每立方厘米体积电容量可达数十微法拉。体积电容量可达数十微法拉。第一章 电子陶瓷概述 4、电容器瓷、电容器瓷 用于高频电路的温度稳定的电容器瓷，用于高频电路的温度稳定的电容器瓷，如四钛钡瓷、镁镧钛瓷、钙钛硅瓷等；如四钛钡瓷、镁镧钛瓷、钙钛
6、硅瓷等；用于高频电路起温度补偿作用的电容用于高频电路起温度补偿作用的电容器瓷，如金红石瓷、钛酸钙瓷、钛锶铋瓷、器瓷，如金红石瓷、钛酸钙瓷、钛锶铋瓷、锡酸盐和锆酸盐等。锡酸盐和锆酸盐等。第一章 电子陶瓷概述 具有高介电常数的具有高介电常数的铁电陶瓷铁电陶瓷，它可以，它可以制造制造体积小、电容量大的电容器体积小、电容量大的电容器，用于低，用于低频、高频、脉冲储能电路；频、高频、脉冲储能电路；介电常数很高，且对温度相当稳定的介电常数很高，且对温度相当稳定的半导体陶瓷电容器半导体陶瓷电容器，亦称晶界层电容器，亦称晶界层电容器，它具有高的可靠性，用于要求它具有高的可靠性，用于要求稳定性和可稳定性和可靠性
7、高的电路靠性高的电路。第一章 电子陶瓷概述 在陶瓷电容器中还有一类结构上特殊在陶瓷电容器中还有一类结构上特殊的电容器，称为的电容器，称为独石电容器独石电容器或或多层陶瓷电多层陶瓷电容器容器。特点是体积小，容量大。特点是体积小，容量大。这类电容器，每立方厘米体积电容量这类电容器，每立方厘米体积电容量可达数十微法拉。可达数十微法拉。第一章 电子陶瓷概述 5、铁电陶瓷、铁电陶瓷 它是一种它是一种存在自发的带电小区域功能存在自发的带电小区域功能的陶瓷的陶瓷，具有许多特殊的功能，除有极高，具有许多特殊的功能，除有极高的介电常数外，还有介电常数随温度、电的介电常数外，还有介电常数随温度、电场变化的非线性，
8、对光的各向异性，又折场变化的非线性，对光的各向异性，又折射特性，电致应变以及相变引起的各种特射特性，电致应变以及相变引起的各种特性变化和耦合等性能。它除用作大容量电性变化和耦合等性能。它除用作大容量电容器外，还可制造各种敏感器件、光学器容器外，还可制造各种敏感器件、光学器件、微粒移发生器等。件、微粒移发生器等。第一章 电子陶瓷概述 6、半导体陶瓷、半导体陶瓷 导电性介于金属和绝缘体之间的陶瓷，导电性介于金属和绝缘体之间的陶瓷，其电导率受控于外界条件。因此，它可用其电导率受控于外界条件。因此，它可用于制造敏感性元件和传感器，于制造敏感性元件和传感器，如如热敏、热敏、电压敏、电压敏、光敏、光敏、气
9、敏、气敏、湿敏湿敏等。等。其主要组成有其主要组成有BaTiO3、SrTiO3、MgTiO3、SiC、ZnO、SnO2、CdS、MgCr2O4等一种或等一种或多种复合材料。多种复合材料。第一章 电子陶瓷概述 7、导电陶瓷、导电陶瓷 有有SiC、石墨陶瓷等，可做高温发热体、石墨陶瓷等，可做高温发热体、微波吸收材料、大功率电阻器等。微波吸收材料、大功率电阻器等。SnO2系列薄膜可做透明电极，用于各种显系列薄膜可做透明电极，用于各种显示器件。示器件。第一章 电子陶瓷概述 8、压电陶瓷、压电陶瓷 它是一种将变化的力转换为电或将电它是一种将变化的力转换为电或将电转换为振动的功能陶瓷。如转换为振动的功能陶瓷
10、。如BaTiO3、PbTiO3等。等。9、磁性瓷、磁性瓷 又称铁氧体或铁淦氧，这是一大类广泛又称铁氧体或铁淦氧，这是一大类广泛应用的陶瓷。应用的陶瓷。第一章 电子陶瓷概述Dielectric Filters(GIGAFILr)Murata Inc.其主要组成有BaTiO3、SrTiO3、MgTiO3、SiC、ZnO、SnO2、CdS、MgCr2O4等一种或多种复合材料。许多产品如滤波器、谐振器、压电陶瓷点火瓷柱等已经稳居世界产量第一。MLCC的使用领域，增加最快的用户是手机(约30%)、计算机(15%)、汽车电子(10%)、AV 音像设备(15%)及其模块上的应用。目前广泛应用的制备技术为溅射
11、、化学气相沉积(CVD)、分子束外延(MBE)及脉冲激光沉积(PLD)等，其中金属有机化学气相沉积（MOCVD）的遮盖性好，为制造三维器件所不可缺的重要成膜工艺。第一章 电子陶瓷概述公司专业生产压电陶瓷谐振器、滤波器等产品，主要供通信、计算机、家用电器等整机配套使用。在陶瓷电容器中还有一类结构上特殊的电容器，称为独石电容器或多层陶瓷电容器。二端片式SMD 三端片式SMD目前国内MLCC 行业中最大的企业是风华集团、北京村田、上海京瓷、天津三星等四家，他们生产的产品占国内生产量的90%以上。中层为Ni，主要作用是防止端头电极脱落；特别是充分利用我国西部丰富的锂、镍、锰等丰富的自然资源，研制具有自
12、主知识产权的非钴酸锂的新型正负极材料和电解质材料，用于高频电路起温度补偿作用的电容器瓷，如金红石瓷、钛酸钙瓷、钛锶铋瓷、锡酸盐和锆酸盐等。微波介质陶瓷可大致分为五类：主要用作电阻器和电感器的基体。表面安装钽电容器的外型都是矩形，按两头的焊端不同，分为非模压式和塑模式两种。负极材料则以碳材料为主要，无定形碳材料在开发中还研究高能量密度的新材料，如Sn及Si的合系列。第一章 电子陶瓷概述TDK公司成立与1935年12月。第一章 电子陶瓷概述 二十世纪八十年代以来，电子信息技二十世纪八十年代以来，电子信息技术的集成化，微型化和智能化发展趋势，术的集成化，微型化和智能化发展趋势，推动电子技术产品日益向
13、微型、轻量、薄推动电子技术产品日益向微型、轻量、薄型、多功能、高可靠和高稳定方向发展型、多功能、高可靠和高稳定方向发展 。表面组装技术（表面组装技术（SMTSMT）的兴起，使）的兴起，使信息功能陶瓷元器件多层化信息功能陶瓷元器件多层化，多层元件片式化多层元件片式化、片式元件集成化片式元件集成化、集成元件模块化集成元件模块化和和多功能化多功能化成为近年的发展总趋势。成为近年的发展总趋势。表面组装元器件 表面组装元件（表面组装元件（Surface Mounting Components，简称，简称SMC）是）是20世纪世纪70年代后年代后期在国际上开始流行的一种新型电子元件，期在国际上开始流行的一
14、种新型电子元件，这种元件主要是供表面组装技术（这种元件主要是供表面组装技术（Surface Mounting Technology，简称，简称SMT）使用的，）使用的，通常指的是无引线或引线很短的适于表面组通常指的是无引线或引线很短的适于表面组装的片式微小型电子元件、器件（装的片式微小型电子元件、器件（Surface Mounting Device，简称，简称SMD）。）。Surface mountThrough-hole波峰焊波峰焊插通孔元件插通孔元件清洗清洗混合安装工艺混合安装工艺多用于消费类电子产品的组装多用于消费类电子产品的组装印刷锡高印刷锡高贴装元件贴装元件再流焊再流焊翻转翻转点贴片
15、胶点贴片胶贴装元件贴装元件加热固化加热固化翻转翻转先作先作A面：面：再作再作B面：面：插通孔元件后再过波峰焊：插通孔元件后再过波峰焊：上板上板贴片贴片焊接焊接 SMT生产设备生产设备 常见表面组装元件常见表面组装元件 (1)矩形片式电阻矩形片式电阻 外形为扁平状，基片采用外形为扁平状，基片采用AL2O3陶瓷制陶瓷制成，电阻膜采用电阻浆料（成，电阻膜采用电阻浆料（RuO2或或TaN-Ta）印制在基片上，经过烧结制成，保护层采）印制在基片上，经过烧结制成，保护层采用玻璃釉。电极由三层材料构成：内层用玻璃釉。电极由三层材料构成：内层Ag-Pd合金与电阻膜接触；中层为合金与电阻膜接触；中层为Ni，主要
16、作用，主要作用是防止端头电极脱落；外层为可焊层，采用是防止端头电极脱落；外层为可焊层，采用电镀电镀Sn或或Sn-Pb，Sn-Ce合金。合金。(2)圆柱形片式电阻圆柱形片式电阻 外形为一圆柱体，这种结构与原来传统外形为一圆柱体，这种结构与原来传统的普通圆柱型长引线电阻器基本上是一样的的普通圆柱型长引线电阻器基本上是一样的，只不过把引线去掉，两端改为电极而已，只不过把引线去掉，两端改为电极而已，其材料及制造工艺、标记都基本相同，只是其材料及制造工艺、标记都基本相同，只是外形尺寸小了许多。外形尺寸小了许多。1-陶瓷基片;2-电阻膜;3-玻璃釉层;4-Ag-Pd电极;1-标志色环;2-电阻膜；3-耐热
17、漆；4-端电极 5-镀Ni层；6-镀Sn或Sn-Pb层 5-螺纹槽 (3)片式陶瓷电容片式陶瓷电容：结构和矩形片式电阻相似：结构和矩形片式电阻相似。(4)片式电解电容器片式电解电容器：主要有片式钽电解电容：主要有片式钽电解电容器和片式铝电解电容器。器和片式铝电解电容器。片式钽电解电容器面市早，质优价高。而片式片式钽电解电容器面市早，质优价高。而片式铝电解电容器，需要具有可靠的密封结构，以铝电解电容器，需要具有可靠的密封结构，以防在焊装过程中因受热而导致电解液泄漏。防在焊装过程中因受热而导致电解液泄漏。(5)叠层型片状电感器叠层型片状电感器：由铁氧体浆料和导电浆：由铁氧体浆料和导电浆料相间形成多
18、层的叠层结构，然后经烧制而成，料相间形成多层的叠层结构，然后经烧制而成，其特点是具有闭路磁路结构，没有漏磁，耐热性其特点是具有闭路磁路结构，没有漏磁，耐热性好，可靠性高。好，可靠性高。(6)薄膜型片状电感器薄膜型片状电感器：运用薄膜技术在玻璃基：运用薄膜技术在玻璃基片上依次沉积片上依次沉积Mo-Ni-Fe磁性膜、磁性膜、SiO2膜、膜、Cr膜膜和和Cu膜，然后光刻形成绕组，再依次沉积膜，然后光刻形成绕组，再依次沉积SiO2膜和膜和Mo-Ni-Fe磁性膜而成。磁性膜而成。表面安装钽电容器(1)矩形片式电阻第一章 电子陶瓷概述电子陶瓷在电子工业中的重要地位还在于它在整机中的关键性作用。目前主要用压
19、电陶瓷（锆钛酸铅PZT系列）材料，但陶瓷材料的机电耦合系数较小，限制了“B超”换能器的灵敏度和带宽。5)TiO3，Bi4Ti3O12系压电陶瓷；SMT IntroduceSMT Introduce随着钢铁、化工、能源、航空航天等工业的发展，需要高精度驱动器、探测换能器和传感器等压电器件在高温（可达600800）恶劣环境中工作。5TiO3在SrTiO3衬底上外延生长成膜，在膜平面内方向，有强的压应力，与它有相同组成的体材料，室温时为顺电体，而膜材料则显铁电性，这是因这衬底和介质之间有二维应力。三、请查询资料后给出航天飞机用隔热瓦材料的组分、制备工艺与主要参数的报告。特定模块应用有移动通讯滤波器、
20、微波元件、微波模块、音频视频设备滤波器等。(1)矩形片式电阻环境保护和能源问题，急迫需要能存贮并释放能量、容量大、功率密度高的二次电池。TDK公司成立与1935年12月。日本村田制作所片式电容产品的层厚可达5-6 m，正在研制与开发层厚1-3 m的MLCC产品。集中在珠江三角洲、长江三角洲、环渤海京津地区的新型电子工业区域内，为以半导体、笔记本电脑、手机及零部件为主的企业提供配套的MLCC 产品。此项成果为近10年来铁电膜材料的重大进展。集团的前身是创建于1970年的潮州市无线电元件一厂，1989年改为地方国营潮州市无线电瓷件厂，1992年实施股份制改造，1999年成立员工持股的三江电子有限公
21、司控股三环集团。第一章 电子陶瓷概述 (7)编织型片状电感器编织型片状电感器：是利用纺织技术，以：是利用纺织技术，以80m非晶磁性纤维为经线、非晶磁性纤维为经线、70m 铜线为纬铜线为纬线，线，“织织”出的一种新型电感器。出的一种新型电感器。常见表面组装器件常见表面组装器件 二端片式二端片式SMD 三端片式三端片式SMD 双列扁平封装（双列扁平封装（SOP封装）封装）方形扁平封装（方形扁平封装（QFP封装）封装）片状元器件可以用三种包装形式提供给用户：片状元器件可以用三种包装形式提供给用户：散装、管状料斗和盘状纸编带。散装、管状料斗和盘状纸编带。电电 容容 表面安装电容器表面安装电容器 表面安
22、装多层陶瓷电容器表面安装多层陶瓷电容器 表面安装钽电容器表面安装钽电容器 钽质电容钽质电容(Tantalum Capacitor)钽质电容钽质电容(Tantalum Capacitor)正极正极正极正极表面安装钽电容器的外型都是矩形，按两头的表面安装钽电容器的外型都是矩形，按两头的焊端不同，分为非模压式和塑模式两种。焊端不同，分为非模压式和塑模式两种。表面安装电阻器表面安装电阻器 二种封装外形二种封装外形SMD分立器件的外形尺寸分立器件的外形尺寸Dielectric Filters(GIGAFILr)Murata Inc.成为近年的发展总趋势。厚膜材料可以增加驱动器单位体积的输出力，降低传感器
23、的噪声、工作电压低、重量轻、体积小、成本低、易于与VLSI工艺兼容。TDK 公司的部分产品第一章 电子陶瓷概述在陶瓷电容器中还有一类结构上特殊的电容器，称独石电容器。SMT IntroduceSMT Introduce第一章 电子陶瓷概述公司于2002年成功实现转制设立为股份有限公司。5 国内外主要电子陶瓷公司无铅压电陶瓷材料 表面安装钽电容器此项成果为近10年来铁电膜材料的重大进展。四、试分析一家著名电子陶瓷公司的21世纪电子陶瓷材料与产品发展战略。压电陶瓷频率器件/亿只第一章 电子陶瓷概述第一章 电子陶瓷概述目前国内MLCC 行业中最大的企业是风华集团、北京村田、上海京瓷、天津三星等四家，
24、他们生产的产品占国内生产量的90%以上。燃料电池按照其所使用的电解质来分类，有高分子质子交换膜型（PEFC）、磷酸盐型（PAFC）、熔融碳酸盐型（MCFC）和固体氧化物型（SOFC）等。二极管二极管 无引线柱形玻璃封装二极管无引线柱形玻璃封装二极管 塑封二极管塑封二极管 三极管三极管 三极管采用带有翼形短引线的塑料封装三极管采用带有翼形短引线的塑料封装（SOT，Short Out-line Transistor），可分为），可分为SOT23、SOT89、SOT143几种尺寸结构。几种尺寸结构。MOSFET Outline（表面粘贴类）（表面粘贴类）小型三小型三极管类极管类SOT SOP QFP
25、 SSOP TQFP TSSOP PQFP两边两边四边四边鸥翼型脚鸥翼型脚Outline（表面粘贴类）（表面粘贴类）BGA SOJ LCCPLCC CLCC 两边两边四边四边J型脚型脚球形球形引脚引脚焊点在元件底部焊点在元件底部 第一章 电子陶瓷概述 二十世纪八十年代初电子元件的片式二十世纪八十年代初电子元件的片式化率占化率占4-6%，到二十世纪九十年代初则达，到二十世纪九十年代初则达50%。现在已经达到。现在已经达到70 国际上国际上片式电容、片式电容、片式电阻片式电阻和片式电和片式电感感已形成规模生产和新兴产业。已形成规模生产和新兴产业。块状元件块状元件片式元件片式元件 第一章 电子陶瓷概
26、述集成电路工作电压，由七十年代的几十伏特降集成电路工作电压，由七十年代的几十伏特降低到现在的几伏特、要求片式低到现在的几伏特、要求片式多层陶瓷电容器多层陶瓷电容器（Multilayer Ceramic Capacitor-MLCC)的层的层厚由几十厚由几十m降低至降低至10m以下。以下。日本村田制作所片式电容产品的层厚可达日本村田制作所片式电容产品的层厚可达5-6 m，正在研制与开发层厚，正在研制与开发层厚1-3 m的的MLCC产产品。品。其主要组成有BaTiO3、SrTiO3、MgTiO3、SiC、ZnO、SnO2、CdS、MgCr2O4等一种或多种复合材料。SnO2系列薄膜可做透明电极，用
27、于各种显示器件。嘉康电子股份有限公司创立于1986年，是浙江省电子工业重点骨干企业，主要生产“嘉康”牌电子陶瓷元器件，是全国电子元器件百强企业。公司专业生产压电陶瓷谐振器、滤波器等产品，主要供通信、计算机、家用电器等整机配套使用。(4)片式电解电容器：主要有片式钽电解电容器和片式铝电解电容器。MLCC 具有体积小、成本低、单位体积电容量大、温度等环境因素对性能影响小等优点，除在广播电视、通信、计算机、家用电器、测量仪器、自动控制、医疗设备等民用电子设备产品中得到广泛应用外，许多产品如滤波器、谐振器、压电陶瓷点火瓷柱等已经稳居世界产量第一。这类电容器，每立方厘米体积电容量可达数十微法拉。如热敏、
28、电压敏、光敏、气敏、湿敏等。4、电容器瓷SMT Introduce三、请查询资料后给出航天飞机用隔热瓦材料的组分、制备工艺与主要参数的报告。第一章 电子陶瓷概述许多产品如滤波器、谐振器、压电陶瓷点火瓷柱等已经稳居世界产量第一。SMT Introduce此外，天津松下、厦门TDK、东莞太阳诱电等日资企业；Surface mount主要用作电阻器和电感器的基体。第一章 电子陶瓷概述2004年11月美国科学杂志刊登美、德、中等13位科学家联名发表文章称：利用合适的衬底，控制膜的厚度，改变膜的应变，可使BaTiO3膜的居里温度T，从120提高到400540，剩余极化Pr达5070C/cm2。第一章 电
29、子陶瓷概述 MLCC的外型尺寸从的外型尺寸从0805(0.080.05inch)到到研制开发出更小尺寸的研制开发出更小尺寸的0603、0504及及0402型。型。MLCC 从从20 世纪世纪90年代初期开始规模化生产，年代初期开始规模化生产，每年以每年以30%以上的速度增加，到以上的速度增加，到2004 年已经年已经成为电容器的主流。成为电容器的主流。在全世界在全世界14 000 亿亿只电容器中，只电容器中，陶瓷电容器就达到了陶瓷电容器就达到了12 000亿亿只以上，只以上，而而MLCC 达到达到6 000 亿亿只以上，大约占据了电只以上，大约占据了电容器市场的半壁江山。容器市场的半壁江山。M
30、LCC 具有体积小、成本低、单位体积电容量具有体积小、成本低、单位体积电容量大、温度等环境因素对性能影响小等优点，除大、温度等环境因素对性能影响小等优点，除在广播电视、通信、计算机、家用电器、测量在广播电视、通信、计算机、家用电器、测量仪器、自动控制、医疗设备等民用电子设备产仪器、自动控制、医疗设备等民用电子设备产品中得到广泛应用外，品中得到广泛应用外，在航空航天电子设备、坦克电子设备、军在航空航天电子设备、坦克电子设备、军用移动通讯设备、警用袖珍式军用计算机、武用移动通讯设备、警用袖珍式军用计算机、武器弹头控制和军事信号监控等军用电子设备上器弹头控制和军事信号监控等军用电子设备上也有越来越广
31、泛的用途。也有越来越广泛的用途。在移动通讯设备中，在移动通讯设备中，MLCC 的质量与价格直接的质量与价格直接影响到现代通讯设施的水平和成本，也成为科影响到现代通讯设施的水平和成本，也成为科技界人们关注的焦点。技界人们关注的焦点。近几年来，近几年来，国际市场对国际市场对MLCC 的需求以年均的需求以年均15%20%的速度递增。的速度递增。根据信息产业部根据信息产业部“十一五十一五”规划，我国内地的规划，我国内地的新型电子元件将获得高速发展，片式电子元器新型电子元件将获得高速发展，片式电子元器件将由件将由2005 年的年的5200亿只，发展到亿只，发展到2010 年的年的15200 亿亿只，其中
32、只，其中MLCC 将由将由2200亿只发展到亿只发展到6000 亿只。亿只。MLCC的使用领域，增加最快的用户是手机的使用领域，增加最快的用户是手机(约约30%)、计算机、计算机(15%)、汽车电子、汽车电子(10%)、AV 音像设备音像设备(15%)及其模块上的应用。近年及其模块上的应用。近年来，由于小型大容量来，由于小型大容量USB 可移动硬盘的普及可移动硬盘的普及和蓝牙模块的使用，微型和蓝牙模块的使用，微型MLCC 的需求量迅的需求量迅速增加。速增加。假设每台个人电脑平均使用假设每台个人电脑平均使用600 只只MLCC，每，每部手机平均使用部手机平均使用200 只只MLCC。（全世界（全
33、世界2007年大约生产个人电脑年大约生产个人电脑2亿台，手亿台，手机机10亿部）亿部）近年来世界电子产品制造业加快了向中国转移近年来世界电子产品制造业加快了向中国转移的速度，中国电子制造业的速度，中国电子制造业MLCC 的用量占到的用量占到全球用量的全球用量的1/4，已经成为世界上，已经成为世界上MLCC 的主的主要消费大国之一。要消费大国之一。目前国内目前国内MLCC 行业中最大的企业是行业中最大的企业是风华集风华集团团、北京村田北京村田、上海京瓷上海京瓷、天津三星天津三星等四家，等四家，他们生产的产品占国内生产量的他们生产的产品占国内生产量的90%以上。以上。此外，此外，天津松下天津松下、
34、厦门、厦门TDK、东莞太阳诱电东莞太阳诱电等等日资企业；日资企业；国巨电子国巨电子、华新科技华新科技、汇侨工业汇侨工业等等台资企业，以及台资企业，以及诺基亚诺基亚、松下松下、富士通富士通和和摩托摩托罗拉罗拉等也纷纷在中国设立研发与生产中心。集等也纷纷在中国设立研发与生产中心。集中在珠江三角洲、长江三角洲、环渤海京津地中在珠江三角洲、长江三角洲、环渤海京津地区的新型电子工业区域内，为以半导体、笔记区的新型电子工业区域内，为以半导体、笔记本电脑、手机及零部件为主的企业提供配套的本电脑、手机及零部件为主的企业提供配套的MLCC 产品。产品。不同型号不同型号MLCC 的市场变化的市场变化 第一章 电子
35、陶瓷概述 世界电子工业的高速发展，都是以先世界电子工业的高速发展，都是以先进的电子元件及其材料的发展为基础。近进的电子元件及其材料的发展为基础。近十年来，世界各发达工业国家竞相投入巨十年来，世界各发达工业国家竞相投入巨资和雄厚科技力量研究开发表面组装片式资和雄厚科技力量研究开发表面组装片式电子元件材料及应用技术。电子元件材料及应用技术。片式电子元件及材料产业片式电子元件及材料产业的科研开发的科研开发水平和产业化程度的高低已成为衡量一个水平和产业化程度的高低已成为衡量一个国家微电子基础工业发展程度和科技水平国家微电子基础工业发展程度和科技水平高低的标志，成为国际高科技剧烈竞争的高低的标志，成为国
36、际高科技剧烈竞争的一个制高点。一个制高点。第一章 电子陶瓷概述 高性能片式电子元件是多种现代高技高性能片式电子元件是多种现代高技术的新型微电子基础元件的综合及集成。术的新型微电子基础元件的综合及集成。以它为代表的信息功能陶瓷材料及元以它为代表的信息功能陶瓷材料及元件是集成电路，电子信息，计算机，汽车件是集成电路，电子信息，计算机，汽车工业，精密仪器，航空，航天，能源技术，工业，精密仪器，航空，航天，能源技术，通讯技术，军事国防等领域中各种电子整通讯技术，军事国防等领域中各种电子整机设备的基础。它的市场需求量与日俱增。机设备的基础。它的市场需求量与日俱增。第一章 电子陶瓷概述 信息功能陶瓷的市场
37、销售额一直占整信息功能陶瓷的市场销售额一直占整个高技术陶瓷市场的个高技术陶瓷市场的80%左右，预计在今左右，预计在今后相当长时间内仍将保持这一比例。后相当长时间内仍将保持这一比例。片式元器件的需求年增长片式元器件的需求年增长(1020)%，预预计到计到2010年片式电子元器件的市场需求量、年片式电子元器件的市场需求量、产业化规模和技术性能水平必将得到空前产业化规模和技术性能水平必将得到空前的扩展和提高。的扩展和提高。SMT Introduce近十年来，世界各发达工业国家竞相投入巨资和雄厚科技力量研究开发表面组装片式电子元件材料及应用技术。而MLCC 达到6 000 亿只以上，大约占据了电容器市
38、场的半壁江山。其中，传感器和驱动器是这一技术革命的心脏。村田制造公司的产品可以分为普通应用以及特定模块应用。特点是体积小，容量大。因此继续提高压电材料的使用温度，使之可以为我国能源、通信、航空、航天、航海、石油控测、冶金、导弹制导等重要领域的高温应用提供高性能高温压电陶瓷材料和新结构器件，其市场前景非常广阔。7、广东汕头超声电子股份有限公司6、半导体陶瓷压电陶瓷频率器件/亿只TDK公司成立与1935年12月。近年来世界电子产品制造业加快了向中国转移的速度，中国电子制造业MLCC 的用量占到全球用量的1/4，已经成为世界上MLCC 的主要消费大国之一。第一章 电子陶瓷概述Biegalski,Y.
39、虽然它在1990年前后才商业化，但目前它在世界轻便电池的总销售量中，已占了63%。Li,et al.产量(1999或2000)SMD分立器件的外形尺寸5 国内外主要电子陶瓷公司 第一章 电子陶瓷概述 我国的电子陶瓷产业发展很快。我国的电子陶瓷产业发展很快。1999年年或或2000年我国电子陶瓷及元器件（陶瓷电容年我国电子陶瓷及元器件（陶瓷电容器、热敏电阻器、压敏电阻器、压电陶瓷频器、热敏电阻器、压敏电阻器、压电陶瓷频率元件等）的生产量及率元件等）的生产量及2008年的产量预测如年的产量预测如表表1-1所示。许多产品如所示。许多产品如滤波器、谐振器、压滤波器、谐振器、压电陶瓷点火瓷柱等电陶瓷点火
40、瓷柱等已经稳居世界产量第一。已经稳居世界产量第一。表表1-1 我国电子陶瓷元件、材料产品我国电子陶瓷元件、材料产品 产 品 名 称 产量(1999或2000)产量（2008）陶瓷电阻器陶瓷电阻器/亿只亿只 567.54(1999)4500 陶瓷电位器陶瓷电位器/亿只亿只 7.35(1999)25 陶瓷电容器陶瓷电容器/亿只亿只 390(2000)3600陶瓷电介质材料陶瓷电介质材料/（吨（吨/年）年）600(2000)3000 敏感元件敏感元件/亿只亿只 7(2000)20 电声器件电声器件/亿只亿只 25(2000)84压电陶瓷点火瓷柱压电陶瓷点火瓷柱/亿只亿只 20(2000)35压电陶瓷
41、频率器件压电陶瓷频率器件/亿只亿只 5(2000)45 第一章 电子陶瓷概述 1.4 电子陶瓷未来的发展电子陶瓷未来的发展展望展望 进入进入21世纪以来，由于计算机硬件、世纪以来，由于计算机硬件、通讯工程及传感技术的研究和发展，对电通讯工程及传感技术的研究和发展，对电子陶瓷的数量、质量、品种、形态以及功子陶瓷的数量、质量、品种、形态以及功能等方面不断提出了新的要求。能等方面不断提出了新的要求。目前，电子陶瓷及其应用正朝着高效能、目前，电子陶瓷及其应用正朝着高效能、高可靠性、高灵敏、高精度、微型化、多高可靠性、高灵敏、高精度、微型化、多功能、智能化、集成化以及低成本的方向功能、智能化、集成化以及
42、低成本的方向发展。发展。第一章 电子陶瓷概述微波介质陶瓷与元器件微波介质陶瓷与元器件微波介质陶瓷是一类高频、低损耗、温度微波介质陶瓷是一类高频、低损耗、温度稳定型电介质陶瓷材料。广泛应用于微波稳定型电介质陶瓷材料。广泛应用于微波谐振器、滤波器、振荡器、移相器、微波谐振器、滤波器、振荡器、移相器、微波电器以及微波基板等，电器以及微波基板等，是移动通讯、卫星通讯、全球卫星定位系是移动通讯、卫星通讯、全球卫星定位系统（统（GPS）、蓝牙技术以及无线局域网）、蓝牙技术以及无线局域网（WLAN）等现代微波通讯的关键材料。）等现代微波通讯的关键材料。第一章 电子陶瓷概述 微波介质陶瓷可大致分为五类：微波介
43、质陶瓷可大致分为五类：（1）超低损耗超低损耗（=2030，Q20000（10GHz），），主要用于卫星通讯）；主要用于卫星通讯）；（2）低介电常数低介电常数（10，主要用于微波基板及高，主要用于微波基板及高端微波元件）；端微波元件）；（3）中介电常数中介电常数（=3040，主要用于卫星通讯及，主要用于卫星通讯及移动通讯基站）；移动通讯基站）；（4）高介电常数高介电常数（80，主要用于移动电话）；，主要用于移动电话）；（5）高调谐率高调谐率（=（E）-（0）/（0），主要），主要用于可调谐振器、移动相器以及可调微波电容器用于可调谐振器、移动相器以及可调微波电容器等。）等。）第一章 电子陶瓷概述
44、片式陶瓷元器件片式陶瓷元器件 目前，电子陶瓷元件的市场需求巨大，目前，电子陶瓷元件的市场需求巨大，发展迅速。以片式电容（发展迅速。以片式电容（MLCC）为例，）为例，需求量以每年需求量以每年20%30%迅速增长，迅速增长，2002年全世界总产量为年全世界总产量为7000多亿多亿支。而国际市支。而国际市场每年对片式电感需求也超过场每年对片式电感需求也超过100亿支。高亿支。高性能、高比容、小型化、超薄层、高层数、性能、高比容、小型化、超薄层、高层数、低成本是多层片式无件的发展趋势。特别低成本是多层片式无件的发展趋势。特别是中高压是中高压MLCC，在军事、航天、通讯领，在军事、航天、通讯领域应用广
45、泛，对国防、航空事业关系重大。域应用广泛，对国防、航空事业关系重大。第一章 电子陶瓷概述 高性能高温压电陶瓷材料高性能高温压电陶瓷材料 随着钢铁、化工、能源、航空航天等随着钢铁、化工、能源、航空航天等工业的发展，需要高精度驱动器、探测换工业的发展，需要高精度驱动器、探测换能器和传感器等压电器件在高温（可达能器和传感器等压电器件在高温（可达600800）恶劣环境中工作。航空器引）恶劣环境中工作。航空器引擎的振动控制、运载液态（蒸气）金属管擎的振动控制、运载液态（蒸气）金属管道的无损探伤、钢铁和化工工业热网、电道的无损探伤、钢铁和化工工业热网、电网以及核电工业的高温流量探测和控制、网以及核电工业的
46、高温流量探测和控制、焊接管道的无损探伤、高精度传感驱动器焊接管道的无损探伤、高精度传感驱动器件等领域，对压电材料的高温应用都提出件等领域，对压电材料的高温应用都提出了迫切的要求。了迫切的要求。目前研制的高温压电材料普遍具有压电活性低、目前研制的高温压电材料普遍具有压电活性低、高温电阻小、高温电阻小、“性能性能-温度温度”系数大、高温长期系数大、高温长期服役稳定性差等缺点。在实际应用中，必须使服役稳定性差等缺点。在实际应用中，必须使压电器件的测量和工作点都远离居里温度，大压电器件的测量和工作点都远离居里温度，大大降低了高温压电器件的实际应用价值。大降低了高温压电器件的实际应用价值。因此继续提高压
47、电材料的使用温度，使之因此继续提高压电材料的使用温度，使之可以为我国能源、通信、航空、航天、航海、可以为我国能源、通信、航空、航天、航海、石油控测、冶金、导弹制导等重要领域的高温石油控测、冶金、导弹制导等重要领域的高温应用提供高性能高温压电陶瓷材料和新结构器应用提供高性能高温压电陶瓷材料和新结构器件，其市场前景非常广阔。件，其市场前景非常广阔。第一章 电子陶瓷概述 无铅压电陶瓷材料无铅压电陶瓷材料 目前大规模使用的压电陶瓷材料主要是铅目前大规模使用的压电陶瓷材料主要是铅基压陶瓷，其中基压陶瓷，其中PbO（或（或Pb3O4）约占原料总）约占原料总质量的质量的60%70%左右。左右。这些含铅压电陶
48、瓷材料在生产、使用及废弃后这些含铅压电陶瓷材料在生产、使用及废弃后处理过程中都会给人类和生态环境带来严重危处理过程中都会给人类和生态环境带来严重危害。为了保护地球和人类的生存空间，防止环害。为了保护地球和人类的生存空间，防止环境污染，研究和开发无铅压电陶瓷材料是一项境污染，研究和开发无铅压电陶瓷材料是一项具有重大社会和经济意义的课题。具有重大社会和经济意义的课题。第一章 电子陶瓷概述无铅压电陶瓷主要有以下体系：无铅压电陶瓷主要有以下体系：BaTiO3基无铅压电陶瓷基无铅压电陶瓷；（Na0.5Bi0.5）TiO3(K0.5Bi0.5)TiO3，Bi4Ti3O12系压电陶瓷系压电陶瓷；铌酸盐系无铅
49、压电陶瓷铌酸盐系无铅压电陶瓷铋层状结构无铅高温材料铋层状结构无铅高温材料。铌酸盐系统压电陶瓷是频率器件候选材料，铌酸盐系统压电陶瓷是频率器件候选材料，铋系层状结构无铅压电陶瓷则主要应用于铋系层状结构无铅压电陶瓷则主要应用于高温压电传感器。高温压电传感器。第一章 电子陶瓷概述 热电转换材料热电转换材料 热电材料，可使热转化为电，不产生废物、热电材料，可使热转化为电，不产生废物、无声、高可靠性、是一种新型清洁发电方式。无声、高可靠性、是一种新型清洁发电方式。热电制冷器件不使用转动部件，具有体积小、热电制冷器件不使用转动部件，具有体积小、寿命长、无污染、容易实现精确控温等特点，寿命长、无污染、容易实
50、现精确控温等特点，作为局部高精度温控有着广泛的应用前景。作为局部高精度温控有着广泛的应用前景。热电转换技术的关键在于导求优良的热电材热电转换技术的关键在于导求优良的热电材料。过去已发现的材料存在不稳定的缺点，料。过去已发现的材料存在不稳定的缺点，如：易蒸发、表面氧化、高温下分解及熔融。如：易蒸发、表面氧化、高温下分解及熔融。而金属氧化物热电材料则较稳定。而金属氧化物热电材料则较稳定。热电材料以性能指数热电材料以性能指数Z来评价来评价 式中式中 S-热电功率；热电功率；电阻率；电阻率；热传导率。热传导率。好的热电材料应为：好的热电材料应为：S大而大而及及小，使小，使Z大；大；ZT11kSZ2 1
