Análisis de requisitos técnicos y direcciones clave de desarrollo de materiales cerámicos electrónicos.

Como material nuevo importante, la cerámica electrónica es el material central de los componentes electrónicos pasivos y una frontera tecnológica importante en el campo de la tecnología de la información electrónica. Con la creciente integración, inteligencia y miniaturización de la tecnología de la información electrónica, los componentes electrónicos pasivos se han convertido cada vez más en el cuello de botella del desarrollo de la tecnología de componentes electrónicos, y la posición estratégica de los materiales cerámicos electrónicos y su tecnología de preparación y procesamiento se ha vuelto cada vez más prominente.

Con el mayor desarrollo de productos de información electrónica para banda ancha, miniaturización, integración, componentes móviles, ecológicos, multifuncionales, multicapa, chips de componentes multicapa y componentes de chips, la integración de componentes cerámicos electrónicos se ha convertido en la corriente principal del desarrollo, estas nuevas tendencias propuso una serie de nuevos requisitos para los materiales cerámicos electrónicos, como la cristalización fina de la microestructura del material, la diversificación de la función del material, las características electromagnéticas de alta frecuencia y baja pérdida, etc.

La tecnología de materiales relacionados se ha convertido cada vez más en un cuello de botella que restringe el desarrollo de la tecnología de la información. En los próximos años, los problemas técnicos clave a resolver en el desarrollo de materiales cerámicos electrónicos incluyen los siguientes aspectos.

● Nuevos materiales cerámicos electrónicos y sus tecnologías clave que atienden la miniaturización/miniaturización de componentes electrónicos en sistemas de información electrónicos. Como la tecnología de preparación de materiales nanocristalinos, el proceso de moldeo de películas cerámicas ultrafinas, etc.; Materiales cerámicos dieléctricos de pérdida ultrabaja para componentes clave de microondas en sistemas de información móviles/inalámbricos de baja energía.

● Nuevos materiales cerámicos electrónicos adaptados a la frecuencia característica de la nueva generación de tecnología de comunicación móvil. Con el desarrollo de la tecnología 5G/6G, la banda de frecuencia de comunicación está avanzando gradualmente de microondas a onda milimétrica, y la demanda de nuevas cerámicas electrónicas adaptadas a bandas de frecuencia más altas, especialmente materiales dieléctricos cerámicos, aumentará considerablemente, y el desarrollo de materiales relacionados. y dispositivos es inminente.

● Nuevos materiales cerámicos electrónicos para la integración pasiva de componentes y la integración y modularización pasivo-activa. La tecnología de integración pasiva basada en la tecnología LTCC tendrá un mayor margen de desarrollo, y varios materiales cerámicos funcionales y su tecnología de cococción compatible con esta tecnología son un cuello de botella técnico que debe superarse con urgencia.

● Nuevos materiales cerámicos electrónicos funcionales para sistemas de información electrónicos multifunción. Nuevos sistemas de materiales cerámicos multifuncionales con comportamiento de acoplamiento eléctrico, magnético, óptico, térmico y extraordinarias propiedades electromagnéticas, así como nuevos materiales cerámicos funcionales de información con estabilidad y excelente comportamiento en servicio cuando se trabaja en campos externos complejos o condiciones ambientales extremas.

● Otros campos técnicos también plantean nuevos requisitos para los materiales cerámicos electrónicos. En términos de materiales energéticos, el mayor desarrollo de las pilas de combustible de estado sólido, las células solares y las tecnologías de iluminación de semiconductores depende del avance de los materiales cerámicos electrónicos y sus tecnologías de preparación; Con el auge del Internet de las cosas y las redes de sensores, una amplia variedad de sensores con diferentes funciones requiere la aparición de más materiales cerámicos sensibles nuevos y de mayor rendimiento.

◆Análisis de la dirección clave del desarrollo◆

01 Una nueva generación de componentes y materiales cerámicos electrónicos.

Centrarse en romper con la tecnología de materiales cerámicos electrónicos de alta gama que requieren los componentes electrónicos pasivos con una amplia gama de volúmenes, como MLCC, inductores de chips y dispositivos de filtro cerámico, y desarrollar fórmulas de materiales y tecnologías de producción a gran escala con propiedad intelectual independiente. derechos para formar una escala de producción estable. Centrarse en avanzar en la tecnología y los equipos clave para el moldeado y procesamiento de materiales de precisión en componentes cerámicos electrónicos de alta gama, garantizar el suministro independiente y estable de materiales nanocerámicos clave necesarios para la tecnología cerámica multicapa de adelgazamiento y formar investigación y desarrollo independientes y Capacidad de producción de equipos clave integrados pasivos.

● Materiales y componentes MLCC de alto rendimiento y bajo costo

Fortalecer los materiales en polvo de medios cerámicos antirreducción de alto rendimiento y la producción a gran escala; Centrarse en la investigación y el desarrollo de tecnología y equipos de moldeado de cerámica funcional de tipo delgado, tecnología de sinterización de cerámica nanocristalina, tecnología de electrodos de estructura cerámica multicapa ultrafina, etc.

● Nuevos elementos inductivos de chip y materiales clave.

Fortalecer la ferrita sinterizada de alto rendimiento a baja temperatura y los materiales en polvo dieléctricos cerámicos de bajo dieléctrico y baja pérdida y la producción a gran escala; Investigación y desarrollo de tecnología y equipos de interconexión de precisión de cerámica multicapa, tecnología de diseño de cableado de inductores de chips de banda de microondas miniaturizados, etc.

● Componentes y materiales sensibles a chips multicapa de alto rendimiento

Centrarse en la tecnología de producción a gran escala de cerámicas térmicas de chips de alto rendimiento, sensibles a los gases, sensibles a la humedad, sensibles a la presión y fotosensibles, y la tecnología de preparación y tecnología de caracterización de sensores cerámicos sensibles a chips multicapa a micronanoescala.

● Materiales cerámicos piezoeléctricos de alto rendimiento.

Centrarse en el moldeado y procesamiento de tamaño neto de materiales cerámicos piezoeléctricos y su tecnología de industrialización, la tecnología de preparación e industrialización de materiales piezoeléctricos multicapa de alto rendimiento para aplicaciones de micropotencia piezoeléctrica y la tecnología de preparación avanzada de multicapa sin plomo de alto rendimiento. Materiales cerámicos piezoeléctricos y nuevos componentes que pueden diseñarse e industrializarse.

● Una nueva generación de materiales cerámicos dieléctricos electromagnéticos.

Frente a los nuevos materiales dieléctricos electromagnéticos de la tecnología de comunicación 5G/6G, nos centramos en la investigación de chips cerámicos dieléctricos de microondas de alta frecuencia y baja pérdida y su tecnología de producción a gran escala, chips cerámicos dieléctricos electromagnéticos compuestos de alto rendimiento y bajo costo. y sus materiales básicos, tecnología y equipos de producción a gran escala, diseño dieléctrico de ondas electromagnéticas de chips artificiales, preparación y tecnología de producción a gran escala.

02 Módulos de integración pasiva y materiales y tecnologías clave.

La tecnología de integración pasiva puede entrar en la etapa de aplicación práctica e industrialización, que depende en gran medida del avance de la tecnología LTCC. En la actualidad, aunque se han desarrollado algunas tecnologías de integración pasiva con diferentes ventajas, la tecnología principal sigue siendo LTCC. Por un lado, optimizar el rendimiento LTCC y el método de preparación del material y aumentar la proporción de aplicaciones internacionales de alta gama; Por otro lado, teniendo en cuenta otros tipos de tecnologías de integración pasiva, la investigación y el desarrollo de los materiales clave correspondientes, tecnologías clave y módulos importantes.

● Investigación sobre materiales dieléctricos electromagnéticos para LTCC serializados Centrarse en la investigación de polvos de materiales cerámicos y correas de producción con constante dieléctrica serializada y permeabilidad magnética, que cumplan con los requisitos de proceso y rendimiento de LTCC, y formen derechos de propiedad intelectual independientes de China en el campo de los materiales LTCC. ● Investigación sobre procesos clave de preparación de módulos integrados pasivos. Centrarse en varios procesos clave de preparación de módulos integrados pasivos, como el proceso de preparación de películas y películas gruesas, el proceso de lechada y formación de poros microporosos, el proceso de impresión de pasta conductora de precisión, el proceso de cocción conjunta de cerámica, etc. ● Método de prueba y diseño de módulos integrados pasivos El contenido de la investigación incluye el desarrollo de software de diseño de módulos integrados pasivos, la simulación y simulación de nuevas características estructurales integradas pasivas, el diseño de módulos integrados pasivos altamente integrados y la tecnología de prueba de módulos integrados pasivos. .

Resumen El campo de materiales y componentes cerámicos electrónicos de China ha formado una buena base de tecnología industrial, pero la cerámica electrónica como una clase importante de nuevos materiales estratégicos, su fuerte desarrollo en el campo de la cerámica electrónica de alta gama todavía está limitado por algunas tecnologías y procesos de materiales clave. tecnología y tecnología de equipos. Para lograr el desarrollo líder de la industria cerámica electrónica de alta gama de China, es urgente mejorar la planificación estratégica de la cerámica electrónica.

Este artículo está reimpreso de la Exposición de Cerámica Avanzada.