Analyse des exigences techniques et des principales orientations de développement des matériaux céramiques électroniques

En tant que nouveau matériau important, les céramiques électroniques constituent les matériaux de base des composants électroniques passifs et constituent une frontière technologique importante dans le domaine des technologies de l'information électronique. Avec l'intégration, l'intelligence et la miniaturisation croissantes des technologies de l'information électronique, les composants électroniques passifs sont de plus en plus devenus le goulot d'étranglement du développement de la technologie des composants électroniques, et la position stratégique des matériaux céramiques électroniques et de leur technologie de préparation et de traitement est devenue de plus en plus importante.

Avec le développement ultérieur des produits d'information électroniques vers le haut débit, la miniaturisation, l'intégration, les composants mobiles, verts, multifonctionnels, multicouches et multicouches, l'intégration des composants de puce et de composants électroniques en céramique est devenue le courant dominant du développement, ces nouvelles tendances propose une série de nouvelles exigences pour les matériaux céramiques électroniques, telles que la cristallisation fine de la microstructure matérielle, la diversification des fonctions des matériaux, les caractéristiques électromagnétiques de haute fréquence et de faibles pertes, etc.

La technologie des matériaux associés est de plus en plus devenue un goulot d'étranglement limitant le développement des technologies de l'information. Au cours des prochaines années, les principaux problèmes techniques à résoudre dans le développement de matériaux céramiques électroniques comprennent les aspects suivants.

● Nouveaux matériaux céramiques électroniques et leurs technologies clés qui répondent à la miniaturisation/miniaturisation des composants électroniques dans les systèmes d'information électroniques. Tels que la technologie de préparation de matériaux nanocristallins, le processus de moulage de film céramique ultra-mince, etc. Matériaux céramiques diélectriques à très faible perte pour les composants micro-ondes clés des systèmes d'information mobiles/sans fil à faible consommation d'énergie.

● Nouveaux matériaux céramiques électroniques adaptés à la fréquence caractéristique de la nouvelle génération de technologie de communication mobile. Avec le développement de la technologie 5G/6G, la bande de fréquences de communication passe progressivement des micro-ondes aux ondes millimétriques, et la demande de nouvelles céramiques électroniques adaptées aux bandes de fréquences plus élevées, en particulier les matériaux diélectriques céramiques, augmentera fortement, et le développement de matériaux associés et les appareils sont imminents.

● Nouveaux matériaux céramiques électroniques pour l’intégration de composants passifs et l’intégration et la modularisation passives-actives. La technologie d'intégration passive basée sur la technologie LTCC aura une plus grande marge de développement, et divers matériaux céramiques fonctionnels et leur technologie de cocuisson compatible avec cette technologie constituent un goulot d'étranglement technique qui doit être surmonté de toute urgence.

● Nouveaux matériaux céramiques électroniques fonctionnels pour systèmes d'information électroniques multifonctions. Nouveaux systèmes de matériaux céramiques multifonctionnels avec un comportement de couplage électrique, magnétique, optique et thermique et des propriétés électromagnétiques extraordinaires, ainsi que de nouveaux matériaux céramiques fonctionnels d'information avec une stabilité et un excellent comportement en service lors de travaux dans des champs externes complexes ou des conditions environnementales extrêmes.

● D'autres domaines techniques mettent également en avant de nouvelles exigences pour les matériaux céramiques électroniques. En termes de matériaux énergétiques, le développement futur des piles à combustible à semi-conducteurs, des cellules solaires et des technologies d'éclairage à semi-conducteurs dépend de la percée des matériaux céramiques électroniques et de leurs technologies de préparation ; Avec l’essor de l’Internet des objets et des réseaux de capteurs, une grande variété de capteurs dotés de fonctions différentes nécessitent l’émergence de nouveaux matériaux céramiques sensibles, toujours plus performants.

◆Analyse des orientations clés du développement◆

01 Une nouvelle génération de composants et matériaux électroniques en céramique

Concentrez-vous sur la percée de la technologie des matériaux céramiques électroniques haut de gamme requise par les composants électroniques passifs avec une large gamme de volumes, tels que les MLCC, les inductances à puce et les dispositifs de filtrage en céramique, et développez des formules de matériaux et des technologies de production à grande échelle avec une propriété intellectuelle indépendante. droits pour former une échelle de production stable. Se concentrer sur la percée de la technologie et des équipements clés pour le moulage et le traitement de précision des matériaux dans les composants électroniques en céramique haut de gamme, assurer l'approvisionnement indépendant et stable des matériaux nano-céramiques clés requis pour l'amincissement de la technologie céramique multicouche, et former une recherche et un développement indépendants et capacité de production d’équipements clés intégrés passifs.

● Matériaux et composants MLCC hautes performances et économiques

Renforcer les matériaux en poudre de médias céramiques anti-réduction de haute performance et la production à grande échelle ; Concentrez-vous sur la recherche et le développement de technologies et d'équipements de moulage de céramique fonctionnelle de type mince, de technologie de frittage de céramique nanocristalline, de technologie d'électrodes à structure céramique multicouche ultra-mince, etc.

● Nouveaux éléments inductifs de puce et matériaux clés

Renforcer la ferrite frittée à basse température haute performance et les matériaux en poudre diélectrique céramique à faible perte et à faible perte et la production à grande échelle ; Recherche et développement de technologies et d'équipements d'interconnexion de précision en céramique multicouche, technologie de conception de câblage d'inductance de puce à bande micro-ondes miniaturisée, etc.

● Composants et matériaux sensibles aux puces multicouches hautes performances

Concentrez-vous sur la technologie de production à grande échelle de céramiques thermiques, sensibles aux gaz, à l'humidité, sensibles à la pression et photosensibles à haute performance, ainsi que sur la technologie de préparation et la technologie de caractérisation des capteurs céramiques sensibles aux puces multicouches à l'échelle micro-nano.

● Matériaux céramiques piézoélectriques hautes performances

Focus sur le moulage et le traitement de taille nette de matériaux céramiques piézoélectriques et leur technologie d'industrialisation, la technologie de préparation et d'industrialisation de matériaux piézoélectriques multicouches hautes performances pour les applications de micro-puissance piézoélectriques, et la technologie de préparation avancée de matériaux multicouches hautes performances sans plomb. matériaux céramiques piézoélectriques et nouveaux composants pouvant être conçus et industrialisés.

● Une nouvelle génération de matériaux céramiques diélectriques électromagnétiques

Face aux nouveaux matériaux diélectriques électromagnétiques de la technologie de communication 5G/6G, nous nous concentrons sur la recherche de céramiques diélectriques micro-ondes à haute fréquence et à faible perte sur puce et sur leur technologie de production à grande échelle, de céramiques diélectriques électromagnétiques composites à haute performance et à faible coût. et leurs matériaux de base, technologie et équipement de production à grande échelle, conception diélectrique à ondes électromagnétiques de puces artificielles, préparation et technologie de production à grande échelle.

02 Modules d'intégration passive et matériaux et technologies clés

La technologie d'intégration passive peut entrer dans la phase d'application pratique et d'industrialisation, qui dépend en grande partie de la percée de la technologie LTCC. À l'heure actuelle, bien que certaines technologies d'intégration passive présentant différents avantages aient été développées, la technologie dominante reste le LTCC. D'une part, optimiser les performances LTCC et la méthode de préparation du matériau, et augmenter la proportion d'applications internationales haut de gamme ; D'autre part, en tenant compte d'autres types de technologies d'intégration passive, recherche et développement de matériaux clés correspondants, de technologies clés et de modules importants.

● Recherche sur les matériaux diélectriques électromagnétiques pour le LTCC sérialisé Concentrez-vous sur la recherche de poudres de matériaux céramiques et de courroies de production avec une constante diélectrique sérialisée et une perméabilité magnétique, qui répondent aux exigences de performance et de processus du LTCC et constituent les droits de propriété intellectuelle indépendants de la Chine dans le domaine des matériaux LTCC. ● Recherche sur les processus clés de préparation des modules intégrés passifs Focus sur plusieurs processus clés de la préparation des modules intégrés passifs, tels que le processus de préparation de films épais et de films, le processus de formation et de jointoiement de pores microporeux, le processus d'impression de pâte conductrice de précision, le processus de co-cuisson de céramique, etc. . ● Conception de modules intégrés passifs et méthode de test Le contenu de la recherche comprend le développement de logiciels de conception de modules intégrés passifs, la simulation et la simulation de nouvelles caractéristiques structurelles intégrées passives, la conception de modules intégrés passifs hautement intégrés et la technologie de test de modules intégrés passifs. .

Résumé Le domaine chinois des matériaux et composants céramiques électroniques a constitué une bonne base technologique industrielle, mais les céramiques électroniques en tant que classe importante de nouveaux matériaux stratégiques, leur fort développement dans le domaine des céramiques électroniques haut de gamme est toujours limité par certaines technologies de matériaux clés, processus technologie et technologie des équipements. Afin de parvenir au développement leader de l'industrie chinoise de la céramique électronique haut de gamme, il est urgent d'améliorer la planification stratégique de la céramique électronique.

Cet article est réimprimé de Advanced Ceramics Exhibition