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无源陶瓷元件主要功能陶瓷器件现状及趋势

MLCC:

称雄电容器市场

MLCC(多层陶瓷电容器)是各种电子、通讯、信息、军事及航天等消费或工业用电子产品的重要组件。MLCC由于其小体积、结构紧凑、可靠性高及适于SMT技术等优点而发展迅速。目前,电容器市场无论从数量上还是市场潜力上来看都以陶瓷电容器份额最大。

全球MLCC产量随着IT产业的发展而不断增长,国内产量占全球产量的比例近年来也有较大的增长,我国已经逐渐成为世界MLCC的制造大国。

目前MLCC的国际上的发展趋势是微型化、高比容、低成本、高频化、集成复合化、高可靠性的产品及工艺技术。

当前MLCC需求的热点主要集中在手机、P4主板、DVD、数码相机和PS2游戏机等。手机对MLCC的要求特点是:数量大、尺寸小、质量高。在手机应用领域里,日商凭借技术上的绝对优势基本垄断市场。 国内企业在手机配套实力明显不足。

片式陶瓷电感器:

电感元件发展方向

多层片式电感类元件包括了一大类具有叠层式介质/线圈结构的新型电子元件,是电感类元件发展的方向,也是三大类无源片式元件中技术含量最高的一大类。目前,这类元件已形成了规模相当大的产业和近百亿美元的国际市场。片式电感器的主要应用领域包括移动通信、计算机、音像产品、家电、办公自动化等。大屏幕彩电等新型家电产品也是片式电感器的重要应用领域。预计在今后若干年中,随着第三代移动通信技术、数字电视、高速计算机、蓝牙产品等新一代数字化电子产品的推出和世界各国EMI控制标准的相继制定,对各种片式电感类元件,特别是抗EMI类片式电感元件的需求将急剧上升。因此从整体上看,片式电感器的市场前景将十分看好。

片式电感器的生产企业主要分布在日本、美国、欧洲、韩国、我国的台湾和珠江三角洲地区。日本是生产片式电感器最早的国家,TDK、村田、Tokin和太阳诱电都是具有大规模生产能力的厂商。其中TDK占全球片式电感市场的32%,村田的市场占有率是18%,太阳诱电为16%。

目前片式电感器元件发展的主要趋势是:抗电磁干扰成为片式电感类材料的主要应用领域;高感量和大功率;高频化;集成化。

片式微波电容器:

快速渗透通信领域

陶瓷电容器除在技术上继续向小尺寸、大容量、介质薄层化方向发展外,高频化也是一个重要的发展方向。为了满足通信设备的高频化对电子元器件的强劲需求,高电流承载能力的高Q微波陶瓷电容器得到了快速发展,并已成为片式陶瓷电容器的重要的组成部分,广泛应用于包括移动通信、WLAN、卫星广播设备、医疗电子、导弹系统、飞机雷达及导航系统等的射频/微波电路中,已成为通信终端设备向轻、薄、短、小和高频化趋势发展不可缺少的基础元器件。

片式化微波电容是先进多层陶瓷技术和高品质微波介质材料相结合的产物,是一类新型的表面贴装无源陶瓷元件,它具有高载流能力、高品质因数(Q)、超低等效串联电阻(ESR)、高的串联谐振频率(SRF)等特点,可广泛应用于光通信电路、微波通信电路中。

片式微波陶瓷电容器虽然应用广,前景好,发展空间广阔,但由于技术含量高,目前系列化产品仅美国、日本等少数国家可以生产,基本形成垄断,国内仅有少数单位开始研发,还没有形成规模生产能力。由于丰厚利润的驱动,近年来许多国外企业也相继加入到片式微波电容的研发行列中,其中最具代表性的有美国的AVX、ATC、JohansonTechnology,日本的Murata等。

压电陶瓷超声波电机:

突破传统电机概念

压电陶瓷超声波电机是近二十年发展起来的一种新型电机,其技术核心是采用功能陶瓷材料的电能-机械能的信号转换功能,实现对执行部件的驱动和控制。它打破了由电磁效应获得转速和扭矩的传统电机的概念,是当代国内外热门的高新技术之一。

在各类新型压电器件中,压电驱动器和压电陶瓷超声波电机是近年来发展速度最快、市场潜力巨大的一类高科技产品。目前,压电陶瓷超声波电机的发展,得到各国政府的高度重视,很多世界知名学府和研究机构都获得了各项政府基金和大量合作资金的资助,促进了压电陶瓷超声波电机朝着产业推广和应用大幅度迈进。

压电陶瓷超声波电机的技术特点是:(1)直接驱动,无需减速机构,可实现低速下(<400rpm)比同尺寸电磁电机更大的力矩输出。 (2)不采用磁性绕组:无电磁辐射,也不受电磁场干扰。(3)低噪音操作。传统电磁电机,尤其是功率稍大一些的电机类型,在工作中会产生比较明显的电机电磁辐射噪音。而压电陶瓷超声波电机在超声频(>20kHz)范围内工作,对于超声频噪音人是没有听觉反应的。 (4)断电自锁定、静态保持力矩大,有效避免了产品在正常工作中出现振颤、抖动等干扰现象。(5)响应快(<4ms)、步进精度高。 (6)易小型化和薄型化,目前压电陶瓷超声波电机直径最小可到1mm。 (7)科技含量高。(8)结构设计灵活。

片式敏感陶瓷元件:

产业化发展迅速

德国西门子、日本TDK、日本村田、日本石冢、日本芝浦、我国台湾华星利华及兴勤等公司的新型热敏陶瓷元器件的年总产值约占世界总量的60%-80%,其中片式热敏元件由于其高昂的价格,约占热敏陶瓷元器件工业总产值的30%。敏感元件及传感器片式化生产技术,近年来在世界各国得到迅速发展,美国、法国、德国、荷兰、日本等国均已实现产业化。由于该项目产品技术含量高,国外在此技术领域对我们严格保密。

集成陶瓷元件:

LTCC引领发展

近年来,由于强大的市场需求牵动和相关材料和工艺技术的研究突破,将庞大数量的无源电子元件整合于同一基板内的梦想已成为可能,一次重大的技术革命和产业革命已经开始孕育,其重大意义和深远影响足以和集成电路的发展相提并论。

目前开发出的无源集成技术包括LTCC(低温共烧陶瓷)技术、薄膜集成技术、PCB集成技术,以及MCM多芯片组装技术。

每一种技术方案均有各自的优势。但从技术成熟程度、产业化程度以及应用广泛程度等角度来评价,目前,LTCC技术是无源集成的主流技术。该技术是将低温烧结陶瓷粉制成厚度精确而且致密的生瓷带,在生瓷带上利用激光打孔、微孔注浆、精密导体浆料印刷等工艺制出所需要的电路图形,并将多个无源元件埋入其中,然后叠压在一起,在900℃下烧结,制成三维电路网络的无源集成组件,也可制成内置无源元件的三维电路基板,在其表面可以贴装IC和有源器件,制成无源/有源集成的功能模块。

(来源:中国电子元件行业协会)




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