Analisi dei requisiti tecnici e delle principali direzioni di sviluppo dei materiali ceramici elettronici

Essendo un nuovo importante materiale, la ceramica elettronica è il materiale principale dei componenti elettronici passivi e un'importante frontiera tecnologica nel campo della tecnologia dell'informazione elettronica. Con la crescente integrazione, intelligenza e miniaturizzazione della tecnologia dell'informazione elettronica, i componenti elettronici passivi sono diventati sempre più il collo di bottiglia dello sviluppo della tecnologia dei componenti elettronici e la posizione strategica dei materiali ceramici elettronici e della loro tecnologia di preparazione e lavorazione è diventata sempre più importante.

Con l'ulteriore sviluppo di prodotti di informazione elettronica verso banda larga, miniaturizzazione, integrazione, chip di componenti mobili, ecologici, multifunzionali, multistrato e multistrato e l'integrazione di componenti chip di componenti elettronici in ceramica è diventata la corrente principale dello sviluppo, queste nuove tendenze proporre una serie di nuovi requisiti per i materiali ceramici elettronici, come la cristallizzazione fine della microstruttura del materiale, la diversificazione delle funzioni del materiale, le caratteristiche elettromagnetiche di alta frequenza e bassa perdita, ecc.

La tecnologia dei materiali correlati è diventata sempre più una tecnologia collo di bottiglia che limita lo sviluppo della tecnologia dell'informazione. Nei prossimi anni, i principali problemi tecnici da risolvere nello sviluppo di materiali ceramici elettronici includeranno i seguenti aspetti.

● Nuovi materiali ceramici elettronici e relative tecnologie chiave che soddisfano la miniaturizzazione/miniaturizzazione dei componenti elettronici nei sistemi informativi elettronici. Come la tecnologia di preparazione dei materiali nanocristallini, il processo di stampaggio di pellicole ceramiche ultrasottili, ecc.; Materiali ceramici dielettrici a bassissima perdita per componenti chiave a microonde nei sistemi informativi wireless/mobili a bassa energia.

● Nuovi materiali ceramici elettronici adattati alla frequenza caratteristica della nuova generazione di tecnologia di comunicazione mobile. Con lo sviluppo della tecnologia 5G/6G, la banda di frequenza di comunicazione sta gradualmente avanzando dalle microonde alle onde millimetriche e la domanda di nuovi ceramici elettronici adattati alle bande di frequenza più elevate, in particolare materiali dielettrici ceramici, aumenterà notevolmente e lo sviluppo di materiali correlati e dispositivi è imminente.

● Nuovi materiali ceramici elettronici per l'integrazione di componenti passivi e l'integrazione e modularizzazione passivo-attiva. La tecnologia di integrazione passiva basata sulla tecnologia LTCC avrà maggiori margini di sviluppo, mentre diversi materiali ceramici funzionali e la loro tecnologia di co-combustione compatibile con questa tecnologia rappresentano un collo di bottiglia tecnico che deve essere superato urgentemente.

● Nuovi materiali ceramici elettronici funzionali per sistemi informativi elettronici multifunzione. Nuovi sistemi di materiali ceramici multifunzionali con comportamento di accoppiamento elettrico, magnetico, ottico, termico e straordinarie proprietà elettromagnetiche, nonché nuovi materiali ceramici funzionali alle informazioni con stabilità e comportamento di servizio eccellente quando si lavora in campi esterni complessi o condizioni ambientali estreme.

● Anche altri settori tecnici propongono nuovi requisiti per i materiali ceramici elettronici. In termini di materiali energetici, l'ulteriore sviluppo delle celle a combustibile allo stato solido, delle celle solari e delle tecnologie di illuminazione a semiconduttore dipende dalla scoperta dei materiali ceramici elettronici e dalle tecnologie di preparazione; Con l’avvento dell’Internet delle cose e delle reti di sensori, un’ampia varietà di sensori con funzioni diverse richiede l’emergere di nuovi materiali ceramici sensibili, sempre più performanti.

◆Analisi della direzione chiave dello sviluppo◆

01 Una nuova generazione di componenti e materiali ceramici elettronici

Concentrarsi sull'innovazione della tecnologia dei materiali ceramici elettronici di fascia alta richiesta dai componenti elettronici passivi con un'ampia gamma di volumi, come MLCC, induttori a chip e dispositivi di filtro ceramico, e sviluppare formule di materiali e tecnologie di produzione su larga scala con proprietà intellettuale indipendente diritti di formare una scala di produzione stabile. Concentrarsi sull'innovazione della tecnologia e delle attrezzature chiave per lo stampaggio di precisione e la lavorazione dei materiali in componenti ceramici elettronici di fascia alta, garantire la fornitura indipendente e stabile dei principali materiali nanoceramici necessari per assottigliare la tecnologia ceramica multistrato e formare ricerca e sviluppo indipendenti e capacità produttiva di apparecchiature chiave integrate passive.

● Materiali e componenti MLCC ad alte prestazioni e a basso costo

Rafforzare i materiali in polvere ceramici anti-riduzione ad alte prestazioni e la produzione su larga scala; Concentrarsi sulla ricerca e sullo sviluppo di tecnologie e attrezzature per lo stampaggio di ceramica funzionale di tipo sottile, tecnologia di sinterizzazione ceramica nanocristallina, tecnologia di elettrodi con struttura ceramica multistrato ultrasottile, ecc.

● Nuovi elementi induttivi del chip e materiali chiave

Rafforzare la ferrite sinterizzata a bassa temperatura ad alte prestazioni e i materiali in polvere dielettrica ceramica a basso dielettrico e a bassa perdita e la produzione su larga scala; Ricerca e sviluppo di tecnologie e apparecchiature di interconnessione di precisione in ceramica multistrato, tecnologia di progettazione di cablaggi di induttori miniaturizzati con chip a banda di microonde, ecc.

● Componenti e materiali sensibili ai chip multistrato ad alte prestazioni

Focus sulla tecnologia di produzione su larga scala di ceramiche termiche, sensibili ai gas, all'umidità, alla pressione e fotosensibili su chip ad alte prestazioni, nonché sulla tecnologia di preparazione e sulla tecnologia di caratterizzazione di sensori ceramici sensibili su chip multistrato su scala micro-nano.

● Materiali ceramici piezoelettrici ad alte prestazioni

Focus sullo stampaggio e sulla lavorazione di materiali ceramici piezoelettrici e sulla loro tecnologia di industrializzazione, sulla tecnologia di preparazione e industrializzazione di materiali piezoelettrici multistrato ad alte prestazioni per applicazioni di microenergia piezoelettriche e sulla tecnologia di preparazione avanzata di materiali piezoelettrici multistrato ad alte prestazioni senza piombo materiali ceramici piezoelettrici e nuovi componenti che possono essere ingegnerizzati e industrializzati.

● Una nuova generazione di materiali ceramici dielettrici elettromagnetici

Di fronte ai nuovi materiali dielettrici elettromagnetici della tecnologia di comunicazione 5G/6G, ci concentriamo sulla ricerca di chip ceramici dielettrici a microonde ad alta frequenza e bassa perdita e sulla loro tecnologia di produzione su larga scala, chip ceramici dielettrici elettromagnetici compositi ad alte prestazioni e a basso costo e i loro materiali di base, tecnologia e attrezzature per la produzione su larga scala, progettazione dielettrica di onde elettromagnetiche di chip artificiali, preparazione e tecnologia di produzione su larga scala.

02 Moduli di integrazione passiva e materiali e tecnologie chiave

La tecnologia di integrazione passiva può entrare nella fase di applicazione pratica e industrializzazione, che dipende in gran parte dalla svolta della tecnologia LTCC. Allo stato attuale, nonostante siano state sviluppate alcune tecnologie di integrazione passiva con diversi vantaggi, la tecnologia principale è ancora LTCC. Da un lato, ottimizzare le prestazioni LTCC e il metodo di preparazione del materiale e aumentare la percentuale di applicazioni internazionali di fascia alta; D'altra parte, tenendo conto di altri tipi di tecnologie di integrazione passiva, ricerca e sviluppo di materiali chiave corrispondenti, tecnologie chiave e moduli importanti.

● Ricerca su materiali dielettrici elettromagnetici per LTCC serializzati Focus sulla ricerca di polveri di materiali ceramici e nastri di produzione con costante dielettrica serializzata e permeabilità magnetica, che soddisfano le prestazioni e i requisiti di processo LTCC e costituiscono i diritti di proprietà intellettuale indipendenti della Cina nel campo dei materiali LTCC. ● Ricerca sui processi chiave di preparazione dei moduli passivi integrati Focus su diversi processi chiave della preparazione dei moduli passivi integrati, come film spesso e processo di preparazione del film, processo di formazione e stuccatura dei pori microporosi, processo di stampa di pasta conduttrice di precisione, processo di co-cottura della ceramica, ecc. . Metodo di progettazione e test dei moduli passivi integrati Il contenuto della ricerca comprende lo sviluppo di software di progettazione di moduli passivi integrati, la simulazione e la simulazione di nuove caratteristiche strutturali passive integrate, la progettazione di moduli passivi integrati altamente integrati e la tecnologia di test dei moduli passivi integrati. .

Riepilogo Il settore cinese dei materiali e dei componenti ceramici elettronici ha costituito una buona base tecnologica industriale, ma la ceramica elettronica in quanto classe importante di nuovi materiali strategici, il suo forte sviluppo nel campo della ceramica elettronica di fascia alta è ancora limitato da alcune tecnologie chiave dei materiali, processi tecnologia e tecnologia delle apparecchiature. Al fine di raggiungere lo sviluppo leader dell'industria cinese della ceramica elettronica di fascia alta, è urgente migliorare la pianificazione strategica della ceramica elettronica.

Questo articolo è ristampato da Advanced Ceramics Exhibition