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1、3.1 現(xiàn) 代 電 子 陶 瓷 概 述3.2 電 子 陶 瓷 制 造 中 的 工 藝 控 制3.3 電 子 陶 瓷 膜 材 料3.4 表 面 組 裝 技 術(shù) 簡 介 3.1 現(xiàn) 代 電 子 陶 瓷 概 述 先 進(jìn) 陶 瓷 階 段 出 現(xiàn) 的 電 子 陶 瓷 是 電 子 工 業(yè) 、航 天 、 航 空 和 核 工 業(yè) 的 基 礎(chǔ) 之 一 ， 在 其 他 高 技術(shù) 領(lǐng) 域 也 異 常 活 躍 。 某 種 火 箭 ， 其 中 采 用 陶 瓷 材 料 制 造 的 零 部件 占 80%， 一 臺(tái) 彩 電 接 收 機(jī) ， 用 陶 瓷 制 造 的 元 器 件 約占 75%。 n電 子 陶 瓷 是 應(yīng) 用 于

2、電 子 技 術(shù) 中 的 各 種 陶 瓷 ，n主 要 可 分 兩 大 類 ： 結(jié) 構(gòu) 陶 瓷 和 功 能 陶 瓷 。n 結(jié) 構(gòu) 陶 瓷 指 用 于 制 造 電 子 元 件 、 器 件 、 部 件等 的 基 體 、 外 殼 、 固 定 件 、 絕 緣 零 件 等 的 陶 瓷材 料 ， 又 稱 裝 置 瓷 。 (力 學(xué) 、 熱 學(xué) 性 能 )n功 能 陶 瓷 指 用 于 制 造 電 容 器 、 電 阻 器 、 電 感器 、 換 能 器 、 濾 波 器 、 振 蕩 器 、 傳 感 器 等 的 陶瓷 材 料 （ 電 、 磁 、 光 性 能 ） 電 子 陶 瓷電 子 結(jié) 構(gòu)陶 瓷 電 子 功 能陶 瓷基板

3、陶瓷電氣絕緣陶瓷電氣真空陶瓷 電容器陶瓷 電阻陶瓷 電感陶瓷 壓電鐵電陶瓷 微波陶瓷 超導(dǎo)陶瓷 磁性陶瓷 電容器陶瓷 超導(dǎo)陶瓷 電 子 陶 瓷 在 電 子 工 業(yè) 中 的 重 要 地 位 還 在于 它 在 整 機(jī) 中 的 關(guān) 鍵 性 作 用 。 一 塊 集 成 電 路 的 穩(wěn) 定 性 和 使 用 壽 命 ， 在很 大 程 度 上 取 決 于 它 的 基 片 或 管 殼 的 性 能 ； 一 個(gè) 自 動(dòng) 控 制 系 統(tǒng) 的 調(diào) 節(jié) 范 圍 、 精 度 和靈 敏 度 等 主 要 指 標(biāo) ， 都 取 決 于 傳 感 器 的 性 能 ，而 制 造 傳 感 器 的 主 要 材 料 是 功 能 陶 瓷 ；

4、一 臺(tái) 大 型 計(jì) 算 機(jī) 的 運(yùn) 算 速 度 主 要 取 決 于磁 性 記 憶 元 件 。 3.2 電 子 陶 瓷 制 造 中 的 工 藝 控 制產(chǎn) 品 性 能 的 優(yōu) 劣 取 決 于 二 方 面 的 影 響 ：n 內(nèi) 因 ， 主 要 指 原 料 的 純 度 （ 含 雜 量 ） 、 組 成 、 形 貌 （ 顆 粒尺 寸 及 分 布 、 外 形 ） 等 ， 影 響 化 學(xué) 反 應(yīng) 的 進(jìn) 度 、 晶 體 的 生長 情 況 及 顯 微 結(jié) 構(gòu) 的 均 勻 性 ， 并 進(jìn) 而 影 響 到 最 終 產(chǎn) 品 的 電磁 性 能 ；n 外 因 ， 主 要 指 制 備 工 藝 ， 影 響 化 學(xué) 反 應(yīng) 和

5、 顯 微 結(jié) 構(gòu) 。n 只 有 從 兩 方 面 入 手 ， 充 分 發(fā) 揮 內(nèi) 、 外 因 的 潛 力 ， 才 有 可 能實(shí) 現(xiàn) 低 成 本 、 高 品 質(zhì) 的 目 的 。 3.2.1電 子 陶 瓷 制 造 過 程 概 述 (1) 電 子 陶 瓷 原 料對 于 電 子 陶 瓷 的 粉 料 ， 必 須 了 解 下 列 三 方 面 情 況 ： 化 學(xué) 成 分 ： 包 括 純 度 、 雜 質(zhì) 的 種 類 與 含 量 、 化 學(xué) 計(jì) 量 比 顆 粒 度 ： 包 括 粉 粒 直 徑 、 粒 度 分 布 與 顆 粒 外 形 等 結(jié) 構(gòu) ： 包 括 結(jié) 晶 形 態(tài) 、 穩(wěn) 定 度 、 裂 紋 與 多 孔 性

6、 等控 制 參 數(shù) ： 化 學(xué) 組 成 、 顆 粒 尺 寸 、 比 表 面 積 、 水 分 含量 、 密 度 、 流 動(dòng) 性 等 。3.2.2 電 子 陶 瓷 制 造 工 藝 過 程 (2) 原 料 粒 度n指 粉 粒 直 徑 大 小 ， 作 為 陶 瓷 的 粉 料 ， 其 粒 度 通 常在 0.1 50微 米 之 間 。 一 般 而 言 ， 粉 料 的 粒 度 越細(xì) ， 則 其 工 藝 性 能 越 佳 。n當(dāng) 采 用 擠 制 、 扎 膜 、 流 延 等 方 法 成 型 時(shí) ， 只 有 當(dāng)粉 料 達(dá) 到 一 定 細(xì) 度 ， 才 能 使 漿 料 達(dá) 到 必 要 的 流 動(dòng)性 、 可 塑 性 ，

7、才 能 保 證 制 出 的 坯 體 具 有 足 夠 的 光潔 度 、 均 勻 性 和 好 的 機(jī) 械 強(qiáng) 度 。n粒 度 越 細(xì) ， 燒 結(jié) 溫 度 越 低 粉 料 顆 粒 尺 寸 ： (3)混 合 與 粉 碎 方 式 : 物 料 的 混 合 與 粉 碎 是 影 響 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 的重 要 工 序 ， 作 為 混 合 粉 碎 的 機(jī) 械 有 ：球 磨 機(jī) 、 砂 磨 機(jī) 、 強(qiáng) 混 機(jī) 、 氣 流 磨 、粉 碎 機(jī) 等 幾 種 ， 目 前 使 用 最 多 的 是 球磨 機(jī) 和 砂 磨 機(jī) 。 （ 4） 成 型定 義 ： 將 固 體 顆 粒 加 工 成 為 具 有 特 定 形 狀制 品 的 生

8、 產(chǎn) 過 程 。生 產(chǎn) 過 程 ：第 一 階 段 ： 賦 予 制 品 以 一 定 的 幾 何 形 狀 和尺 寸第 一 階 段 ： 對 制 品 形 狀 大 小 的 固 定 化 ， 使其 產(chǎn) 生 足 夠 的 機(jī) 械 強(qiáng) 度 重 點(diǎn) 介 紹 以 下 幾 種 成 型 方 式 ：模 壓 成 型 ： 操 作 較 為 簡 單 ， 適 用 于 橫 向 尺寸 較 大 、 縱 向 形 狀 簡 單 的 產(chǎn) 品 ；等 靜 壓 成 型 ： 成 型 密 度 高 ， 產(chǎn) 品 均 勻 性 較好 ， 效 率 不 高 ；流 延 成 型 ： 適 用 于 薄 片 產(chǎn) 品 ， 厚 度 可 控 ，均 勻 性 較 好 。 成 型 設(shè) 備

9、簡 介 ：流 延 成 型 機(jī) 等靜壓成型機(jī)壓力成型機(jī) 粉 料 壓 制 成 形 壓 制 成 形 將 粉 狀 的 坯 料 在 鋼 模 中 壓 成致 密 坯 體 的 一 種 成 形 方 法 。 優(yōu) 點(diǎn) 坯 料 水 分 少 、 壓 力 大 ， 坯 體 較 致密 收 縮 較 小 、 形 狀 準(zhǔn) 確 、 容 易 干 燥 ， 工 藝 簡 單， 生 產(chǎn) 效 率 高 、 缺 陷 少 ， 便 于 連 續(xù) 化 ， 機(jī) 械 化 和自 動(dòng) 化 生 產(chǎn) 。 等 靜 壓 成 型 等 靜 壓 成 型 又 稱 靜 水 壓 成 型 ， 它 是 利 用 液體 介 質(zhì) 不 可 壓 縮 性 和 均 勻 傳 遞 壓 力 性 的 一 種

10、成 型方 法 。 分 冷 等 壓 成 型 和 熱 等 壓 成 型 兩 種 。 冷 等 壓成 型 又 分 為 濕 法 等 壓 成 型 和 干 法 等 壓 成 型 兩 種 ，常 用 濕 法 等 壓 成 型 。 等 靜 壓 成 型 的 特 點(diǎn) ：n適 于 壓 制 形 狀 復(fù) 雜 、 大 件 且 細(xì) 長 的 新 型 陶 瓷 制 品 ；n濕 式 等 靜 壓 容 器 內(nèi) 可 同 時(shí) 放 入 幾 個(gè) 磨 具 ， 還 可 壓 制不 同 形 狀 的 坯 體 ；n可 以 任 意 調(diào) 節(jié) 成 型 壓 力 ；n壓 制 的 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 高 ， 燒 成 收 縮 小 ， 坯 件 致 密 ， 不 易變 形 ；n設(shè) 備 成

11、 本 高 ， 濕 式 等 靜 壓 成 型 不 易 自 動(dòng) 化 生 產(chǎn) ， 效率 不 高 。 流 延 成 型 流 延 成 型 又 稱 帶 式 澆 注 法 ， 刮 刀 法 ， 是 一種 目 前 比 較 成 熟 的 能 夠 獲 得 高 質(zhì) 量 ， 超 薄 型 瓷片 的 成 型 方 法 ， 已 廣 泛 用 于 電 容 器 瓷 、 多 層 布線 瓷 、 厚 膜 和 薄 膜 電 路 基 片 、 氧 化 鋅 低 壓 壓 敏電 阻 及 鐵 氧 體 磁 記 憶 片 等 新 型 陶 瓷 的 生 產(chǎn) 。 流 延 成 型 方 法 簡 介 ： 料 漿 從 料 斗 下 部 流 至 向 前 移 動(dòng) 著 的 薄 膜 載 體

12、（ 如 醋 酸纖 維 素 ， 聚 脂 ， 聚 乙 烯 ， 聚 丙 烯 ， 聚 四 氟 乙 烯 等 薄 膜 ） 之上 ， 坯 片 的 厚 度 由 刮 刀 控 制 。 坯 膜 連 同 載 體 進(jìn) 入 巡 回 熱 風(fēng) 烘 干 室 ， 從 烘 干 室 出 來 的膜 坯 中 還 保 留 一 定 的 溶 劑 ， 連 同 載 體 一 起 卷 軸 待 用 ， 并 在儲(chǔ) 存 過 程 中 使 膜 坯 中 的 溶 劑 分 布 均 勻 ， 消 除 濕 度 梯 度 。 最 后 用 流 延 的 薄 坯 片 按 所 需 形 狀 進(jìn) 行 切 割 ， 沖 片 或 打孔 。 流 延 成 型 的 特 點(diǎn) ： 流 延 成 型 設(shè) 備

13、 不 太 復(fù) 雜 ， 且 工 藝 穩(wěn) 定 ， 可連 續(xù) 操 作 ， 生 產(chǎn) 效 率 高 ， 自 動(dòng) 化 水 平 高 ， 坯 膜性 能 均 勻 一 致 且 易 于 控 制 。 但 因 溶 劑 和 粘 合 劑等 含 量 高 ， 坯 體 密 度 小 ， 燒 成 收 縮 率 有 時(shí) 高 達(dá)20%21%。 流 延 成 型 法 主 要 用 以 制 取 超 薄 型 陶 瓷 電 容器 、 氧 化 鋁 陶 瓷 基 片 等 新 型 陶 瓷 制 品 。 （ 5） 固 相 反 應(yīng) 固 相 反 應(yīng) 是 固 體 粉 末 間 （ 多 相 成 分 ） 在 低 于熔 化 溫 度 下 的 化 學(xué) 反 應(yīng) ， 它 是 由 參 與

14、反 應(yīng) 的 離 子或 分 子 經(jīng) 過 熱 擴(kuò) 散 而 生 成 新 的 固 溶 體 。 固 相 反 應(yīng) 是 燒 結(jié) 中 的 一 種 形 式 ， 基 本 上 是 在預(yù) 燒 過 程 中 進(jìn) 行 的 ， 固 相 反 應(yīng) 基 本 結(jié) 束 后 （ 90%） ， 燒 結(jié) 尚 未 完 成 。 影 響 固 相 反 應(yīng) 的 因 素 ： 粉 料 愈 細(xì) 反 應(yīng) 速 度 愈 快 ； 粉 末 間 接 觸 面 積 越 大 越 好 ； 降 低 激 活 能 ， 增 進(jìn) 原 料 的 活 性 ； 升 高 溫 度 較 之 延 長 反 應(yīng) 時(shí) 間 更 有 效 ； 少 量 熔 點(diǎn) 較 低 的 物 質(zhì) 加 入 反 應(yīng) 物 中 ， 可 起

15、 類 似 于 熔 劑 的 作 用 ， 促 使 其 它 原 料 的 固 相 反 應(yīng)加 速 進(jìn) 行 。 （ 6） 燒 結(jié) 燒 結(jié) 體 的 構(gòu) 成 ： 晶 粒 、 晶 界 、 氣 孔 等 燒 結(jié) 過 程 的 劃 分 （ 早 、 中 、 后 期 ）（ 注 意 區(qū) 分 各 個(gè) 階 段 的 顯 微 結(jié) 構(gòu) 和 致 密 度 變 化 ）燒 結(jié) 推 動(dòng) 力 致 密 化 與 瓶 頸 形 成 的 推 動(dòng) 力 與 機(jī) 制 c=2s(1/r1-1/r2) 物 質(zhì) 由 曲 率 半 徑 小 處 向 曲 率 半 徑 較 大 處 傳遞 ， 同 一 顆 粒 內(nèi) 物 質(zhì) 傳 遞 的 結(jié) 果 導(dǎo) 致 所 謂 的 顆粒 “ 球 化 ”

16、 ； 不 同 顆 粒 接 觸 時(shí) ， 物 質(zhì) 將 由 小 顆粒 向 大 顆 粒 傳 遞 ， 促 使 顆 粒 “ 粗 化 ” 。 晶 體 生 長 的 驅(qū) 動(dòng) 力 -界 面 能 在 細(xì) 粉 體 或 成 型 體 中 晶 粒 生 長 的 機(jī) 理 被 認(rèn) 為是 顆 粒 間 的 擴(kuò) 散 或 晶 界 移 動(dòng) ， 燒 結(jié) 后 期 接 近 致 密的 材 料 中 ， 晶 粒 通 過 晶 界 向 其 曲 率 中 心 （ 小 顆 粒向 大 顆 粒 ） 移 動(dòng) ， 晶 粒 生 長 ， 晶 體 生 長 的 驅(qū) 動(dòng) 力是 材 料 的 界 面 能 。 圖 4 二 面 角 形 成 后 的 顆 粒 間 構(gòu) 型 變 化 晶 粒 長

17、 大 與 二 次 再 結(jié) 晶 現(xiàn) 象 為 了 避 免 非 連 續(xù) 成 長 ，通 常 希 望 顆 粒 均 勻 、 坯 件密 度 均 勻 ， 實(shí) 踐 中 發(fā) 現(xiàn) ，球 磨 時(shí) 間 過 長 ， 在 球 磨 中加 入 鐵 屑 以 及 預(yù) 燒 溫 度 過高 、 燒 結(jié) 升 溫 速 度 過 快 等， 也 容 易 產(chǎn) 生 非 連 續(xù) 的 結(jié) 晶 長 大 。 氣 孔 與 致 密 化 的 關(guān) 系 ： 氣 孔 生 長 與 晶 粒 生 長 和 致 密 化 有 關(guān) ， 所以 氣 孔 生 長 受 到 顆 粒 尺 寸 差 別 和 氣 孔 壓 應(yīng) 力的 雙 重 影 響 ， 盡 管 如 此 ， 表 面 張 力 仍 是 最 基

18、本 的 推 動(dòng) 力 。 實(shí) 際 粉 料 成 型 體 的 致 密 化 過 程 由 于 存 在氣 孔 尺 寸 分 布 將 是 復(fù) 雜 的 （ 尺 寸 分 布 、 團(tuán) 聚體 的 存 在 、 燒 結(jié) 溫 度 的 影 響 等 ） 。 燒 結(jié) 過 程 參 數(shù) 控 制 ： 預(yù) 燒 、 燒 結(jié) 制 度 、相 變 、 氣 氛 和 燒 結(jié) 助 劑 、 窯 爐 設(shè) 計(jì) 圖 5 幾 種 常 見 的 產(chǎn) 品 開 裂 類 型 3.3 電 子 陶 瓷 膜 材 料 微 機(jī) 電 系 統(tǒng) （ micro-electro-mechanical system MEMS） 是 把 微 機(jī) 械 傳 感 器 和 驅(qū) 動(dòng) （ 執(zhí) 行 ）元

19、件 與 傳 統(tǒng) 的 集 成 電 路 組 合 起 來 的 核 心 技 術(shù) ， 是21世 紀(jì) 前 50年 信 息 技 術(shù) 革 命 的 核 心 。 其 中 ， 傳 感器 和 驅(qū) 動(dòng) 器 是 這 一 技 術(shù) 革 命 的 心 臟 。 MEMS器 件 用 材 料 有 Si、 SiO2、 Si3N4聚 合 物 、鐵 電 陶 瓷 、 形 狀 記 憶 合 金 和 化 學(xué) 敏 感 材 料 等 。 鐵 電 陶 瓷 材 料 功 耗 低 ， 噪 聲 小 ， 能 量 密 度 大 ； 其 優(yōu) 異 的壓 電 和 熱 釋 電 性 能 是 MEMS系 統(tǒng) 中 微 傳 感 器 和 微 驅(qū) 動(dòng) 器 的 理 想材 料 ； 體 塊 陶

20、瓷 尺 寸 大 、 工 作 電 壓 高 ， 其 中 ， 1 10 m以 至 更 厚 的 陶 瓷 膜 材 料 是 近 年 來 研 究 的新 熱 點(diǎn) 。 厚 膜 材 料 可 以 增 加 驅(qū) 動(dòng) 器 單 位 體 積 的 輸 出 力 ， 降 低傳 感 器 的 噪 聲 、 工 作 電 壓 低 、 重 量 輕 、 體 積 小 、 成 本 低 、 易于 與 VLSI工 藝 兼 容 。 目 前 廣 泛 應(yīng) 用 的 制 備 技 術(shù) 為 濺 射 、 化 學(xué) 氣 相 沉 積 (CVD)、分 子 束 外 延 (MBE)及 脈 沖 激 光 沉 積 (PLD)等 ， 其 中 金 屬 有 機(jī) 化 學(xué)氣 相 沉 積 （ MO

21、CVD） 的 遮 蓋 性 好 ， 為 制 造 三 維 器 件 所 不 可 缺 的重 要 成 膜 工 藝 。 膜 材 料 和 體 材 料 差 別 很 大 ， 如 薄 膜 BaTiO3中 要 獲 得 半 導(dǎo) 化所 需 摻 鈮 量 為 體 材 料 中 摻 入 量 的 10倍 。 又 如 在 Ba0.5 Sr0.5TiO3在SrTiO3襯 底 上 外 延 生 長 成 膜 ， 在 膜 平 面 內(nèi) 方 向 ， 有 強(qiáng) 的 壓 應(yīng) 力 ，與 它 有 相 同 組 成 的 體 材 料 ， 室 溫 時(shí) 為 順 電 體 ， 而 膜 材 料 則 顯 鐵電 性 ， 這 是 因 這 襯 底 和 介 質(zhì) 之 間 有 二 維

22、 應(yīng) 力 。 在 襯 底 表 面 引 入 晶 種 ， 可 降 低 薄 膜 的 結(jié) 晶 溫 度 。 2004年 11月 美 國 科 學(xué) 雜 志 刊 登 美 、 德 、 中等 13位 科 學(xué) 家 聯(lián) 名 發(fā) 表 文 章 稱 ： 利 用 合 適 的 襯 底 ，控 制 膜 的 厚 度 ， 改 變 膜 的 應(yīng) 變 ， 可 使 BaTiO3膜 的居 里 溫 度 T。 從 120 提 高 到 400 540 ， 剩 余 極化 Pr達(dá) 50 70 C/cm2。 二 十 世 紀(jì) 八 十 年 代 以 來 ， 電 子 信 息 技 術(shù) 的 集成 化 ， 微 型 化 和 智 能 化 發(fā) 展 趨 勢 ， 推 動(dòng) 電 子

23、技 術(shù)產(chǎn) 品 日 益 向 微 型 、 輕 量 、 薄 型 、 多 功 能 、 高 可 靠和 高 穩(wěn) 定 方 向 發(fā) 展 。 表 面 組 裝 技 術(shù) （ SMT） 的 興 起 ， 使 信 息 功 能陶 瓷 元 器 件 多 層 化 ， 多 層 元 件 片 式 化 、 片 式 元 件集 成 化 、 集 成 元 件 模 塊 化 和 多 功 能 化 成 為 近 年 的發(fā) 展 總 趨 勢 。3.4 表 面 組 裝 技 術(shù) 簡 介 3.3.1 LTCC技 術(shù) 簡 介 低 溫 共 燒 陶 瓷 （ Low Temperature Co-fired Ceramic LTCC） LTCC技 術(shù) 是 于 1982年

24、休 斯 公 司 開 發(fā) 的 新 型 材 料 技 術(shù) ， 是 將 低 溫?zé)?結(jié) 陶 瓷 粉 制 成 厚 度 精 確 而 且 致 密 的 生 瓷 帶 ； 在 生 瓷 帶 上 利 用 激 光 打 孔 、 微 孔 注 漿 、 精 密 導(dǎo) 體 漿 料 印 刷 等 工藝 制 出 所 需 要 的 電 路 圖 形 ， 并 將 多 個(gè) 被 動(dòng) 組 件 （ 如 低 容 值 電 容、 電 阻 、 濾 波 器 、 阻 抗 轉(zhuǎn) 換 器 等 ） 埋 入 多 層 陶 瓷 基 板 中 ； 然 后 疊 壓 在 一 起 ， 內(nèi) 外 電 極 可 分 別 使 用 銀 、 銅 、 金 等 金 屬 ， 在900 下 燒 結(jié) ， 制 成

25、三 維 空 間 互 不 干 擾 的 高 密 度 電 路 ， 也 可 制成 內(nèi) 置 無 源 元 件 的 三 維 電 路 基 板 ； 在 三 維 電 路 基 板 表 面 貼 裝 IC和 有 源 器 件 ， 制 成 無 源 /有 源 集 成的 功 能 模 塊 ， 進(jìn) 一 步 將 電 路 小 型 化 與 高 密 度 化 ， 特 別 適 合 用 于 高 頻 通 訊 用 組 件 。 LTCC工 藝 流 程 3.3.2 表 面 組 裝 元 器 件 簡 介 表 面 組 裝 元 件 （ Surface Mounting Components， 簡 稱 SMC） 是 20世 紀(jì) 70年 代 后 期在 國 際 上

26、開 始 流 行 的 一 種 新 型 電 子 元 件 ， 這種 元 件 主 要 是 供 表 面 組 裝 技 術(shù) （ Surface Mounting Technology， 簡 稱 SMT） 使 用 的 ，通 常 指 的 是 無 引 線 或 引 線 很 短 的 適 于 表 面 組裝 的 片 式 微 小 型 電 子 元 件 、 器 件 （ Surface Mounting Device， 簡 稱 SMD） 。 Surface mount Through-hole 波 峰 焊插 通 孔 元 件 清 洗混 合 安 裝 工 藝 多 用 于 消 費(fèi) 類 電 子 產(chǎn) 品 的 組 裝 印 刷 錫 膏 貼 裝

27、元 件 流 焊 翻 轉(zhuǎn)點(diǎn) 貼 片 膠 貼 裝 元 件 加 熱 固 化 翻 轉(zhuǎn)先 作 A面 ：再 作 B面 ：插 通 孔 元 件 后 再 過 波 峰 焊 ： 上 板 貼 片 焊 接 SMT生 產(chǎn) 設(shè) 備 SMT生 產(chǎn) 設(shè) 備 3.3.3 常 見 表 面 組 裝 元 件 (1)矩 形 片 式 電 阻 外 形 為 扁 平 狀 ， 基 片 采 用 Al2O3陶 瓷 制 成， 電 阻 膜 采 用 電 阻 漿 料 （ RuO2或 TaN-Ta）印 制 在 基 片 上 ， 經(jīng) 過 燒 結(jié) 制 成 ， 保 護(hù) 層 采 用玻 璃 釉 。 電 極 由 三 層 材 料 構(gòu) 成 ： 內(nèi) 層 Ag-Pd合 金 與 電

28、阻 膜 接 觸 ； 中 層 為 Ni， 主 要 作 用 是防 止 端 頭 電 極 脫 落 ； 外 層 為 可 焊 層 ， 采 用 電鍍 Sn或 Sn-Pb， Sn-Ce合 金 。 (2)圓 柱 形 片 式 電 阻 外 形 為 一 圓 柱 體 ， 這 種 結(jié) 構(gòu) 與 原 來 傳 統(tǒng)的 普 通 圓 柱 型 長 引 線 電 阻 器 基 本 上 是 一 樣 的， 只 不 過 把 引 線 去 掉 ， 兩 端 改 為 電 極 而 已 ，其 材 料 及 制 造 工 藝 、 標(biāo) 記 都 基 本 相 同 ， 只 是外 形 尺 寸 小 了 許 多 。 1-陶 瓷 基 片 ;2-電 阻 膜 ;3-玻 璃 釉 層 ;

29、4-Ag-Pd電 極 ; 1-標(biāo) 志 色 環(huán) ;2-電 阻 膜 ； 3-耐 熱 漆 ； 4-端 電 極 5-鍍 Ni層 ； 6-鍍 Sn或 Sn-Pb層 5-螺 紋 槽 (3)片 式 陶 瓷 電 容 ： 結(jié) 構(gòu) 和 矩 形 片 式 電 阻 相 似 (4)片 式 電 解 電 容 器 ： 主 要 有 片 式 鉭 電 解 電 容 器 和 片 式 鋁 電 解電 容 器 。 片 式 鉭 電 解 電 容 器 面 市 早 ， 質(zhì) 優(yōu) 價(jià) 高 。 而 片 式 鋁 電 解 電容 器 ， 需 要 具 有 可 靠 的 密 封 結(jié) 構(gòu) ， 以 防 在 焊 裝 過 程 中 因 受 熱而 導(dǎo) 致 電 解 液 泄 漏 。

30、鉭 質(zhì) 電 容 (Tantalum Capacitor)鉭 質(zhì) 電 容 (Tantalum Capacitor) 正極 正極 (5)疊 層 型 片 狀 電 感 器 ： 由 鐵 氧 體 漿 料 和 導(dǎo) 電 漿 料相 間 形 成 多 層 的 疊 層 結(jié) 構(gòu) ， 然 后 經(jīng) 燒 制 而 成 ， 其 特點(diǎn) 是 具 有 閉 路 磁 路 結(jié) 構(gòu) ， 沒 有 漏 磁 ， 耐 熱 性 好 ， 可靠 性 高 。 (6)薄 膜 型 片 狀 電 感 器 ： 運(yùn) 用 薄 膜 技 術(shù) 在 玻 璃 基 片上 依 次 沉 積 Mo-Ni-Fe磁 性 膜 、 SiO2膜 、 Cr膜 和 Cu膜 ，然 后 光 刻 形 成 繞

31、組 ， 再 依 次 沉 積 SiO2膜 和 Mo-Ni-Fe磁性 膜 而 成 。 (7)編 織 型 片 狀 電 感 器 ： 是 利 用 紡 織 技 術(shù) ，以 80m非 晶 磁 性 纖 維 為 經(jīng) 線 、 70m 銅線 為 緯 線 ， “ 織 ” 出 的 一 種 新 型 電 感 器 。 Outline（ 表 面 粘 貼 類 ）BG A SOJ LCCPLCC CLCC 兩 邊 四 邊J型 腳 球 形 引 腳焊 點(diǎn) 在 元 件 底 部 二 十 世 紀(jì) 八 十 年 代 初 電 子 元 件 的 片 式化 率 占 4-6%， 到 二 十 世 紀(jì) 九 十 年 代 初 則 達(dá)50%。 現(xiàn) 在 已 經(jīng) 達(dá) 到

32、 70 國 際 上 片 式 電 容 、 片 式 電 阻 和 片 式 電感 已 形 成 規(guī) 模 生 產(chǎn) 和 新 興 產(chǎn) 業(yè) 。 塊 狀 元 件 片 式 元 件 集 成 電 路 工 作 電 壓 ， 由 七 十 年 代 的 幾 十 伏特 降 低 到 現(xiàn) 在 的 幾 伏 特 、 要 求 片 式 多 層 陶 瓷 電容 器 （ Multilayer Ceramic Capacitor-MLCC)的 層 厚 由 幾 十 m降 低 至 10m以 下 。 日 本 村 田 制 作 所 片 式 電 容 產(chǎn) 品 的 層 厚 可 達(dá)5-6 m， 正 在 研 制 與 開 發(fā) 層 厚 1-3 m的 MLCC產(chǎn) 品 。 ML

33、CC的 外 型 尺 寸 從 0805(0.08 0.05inch)到 研制 開 發(fā) 出 更 小 尺 寸 的 0603、 0504及 0402型 。 MLCC 從 20 世 紀(jì) 90年 代 初 期 開 始 規(guī) 模 化 生 產(chǎn) ，每 年 以 30%以 上 的 速 度 增 加 ， 到 2004 年 已 經(jīng) 成 為 電容 器 的 主 流 。 在 全 世 界 14 000 億 只 電 容 器 中 ， 陶 瓷 電 容 器 就 達(dá)到 了 12 000億 只 以 上 ， 而 MLCC 達(dá) 到 6 000 億 只 以 上 ，大 約 占 據(jù) 了 電 容 器 市 場 的 半 壁 江 山 。 近 年 來 世 界 電

34、子 產(chǎn) 品 制 造 業(yè) 加 快 了 向 中 國 轉(zhuǎn) 移 的 速度 ， 中 國 電 子 制 造 業(yè) MLCC 的 用 量 占 到 全 球 用 量 的1/4， 已 經(jīng) 成 為 世 界 上 MLCC 的 主 要 消 費(fèi) 大 國 之 一 。目 前 國 內(nèi) MLCC 行 業(yè) 中 最 大 的 企 業(yè) 是 風(fēng) 華 集 團(tuán) 、 北京 村 田 、 上 海 京 瓷 、 天 津 三 星 等 四 家 ， 他 們 生 產(chǎn) 的產(chǎn) 品 占 國 內(nèi) 生 產(chǎn) 量 的 90%以 上 。 此 外 ， 天 津 松 下 、 廈 門 TDK、 東 莞 太 陽 誘 電 等日 資 企 業(yè) ； 國 巨 電 子 、 華 新 科 技 、 匯 僑

35、工 業(yè) 等臺(tái) 資 企 業(yè) ， 以 及 諾 基 亞 、 松 下 、 富 士 通 和 摩 托羅 拉 等 也 紛 紛 在 中 國 設(shè) 立 研 發(fā) 與 生 產(chǎn) 中 心 。 集中 在 珠 江 三 角 洲 、 長 江 三 角 洲 、 環(huán) 渤 海 京 津 地區(qū) 的 新 型 電 子 工 業(yè) 區(qū) 域 內(nèi) ， 為 以 半 導(dǎo) 體 、 筆 記本 電 腦 、 手 機(jī) 及 零 部 件 為 主 的 企 業(yè) 提 供 配 套 的MLCC 產(chǎn) 品 。 高 性 能 片 式 電 子 元 件 是 多 種 現(xiàn) 代 高 技術(shù) 的 新 型 微 電 子 基 礎(chǔ) 元 件 的 綜 合 及 集 成 。 以 它 為 代 表 的 信 息 功 能 陶

36、瓷 材 料 及 元件 是 集 成 電 路 ， 電 子 信 息 ， 計(jì) 算 機(jī) ， 汽 車工 業(yè) ， 精 密 儀 器 ， 航 空 ， 航 天 ， 能 源 技 術(shù) ，通 訊 技 術(shù) ， 軍 事 國 防 等 領(lǐng) 域 中 各 種 電 子 整機(jī) 設(shè) 備 的 基 礎(chǔ) 。 它 的 市 場 需 求 量 與 日 俱 增 。 我 國 的 電 子 陶 瓷 產(chǎn) 業(yè) 發(fā) 展 很 快 。 1999年或 2000年 我 國 電 子 陶 瓷 及 元 器 件 （ 陶 瓷 電 容器 、 熱 敏 電 阻 器 、 壓 敏 電 阻 器 、 壓 電 陶 瓷 頻率 元 件 等 ） 的 生 產(chǎn) 量 及 2008年 的 產(chǎn) 量 預(yù) 測 如表

37、1-1所 示 。 許 多 產(chǎn) 品 如 濾 波 器 、 諧 振 器 、 壓電 陶 瓷 點(diǎn) 火 瓷 柱 等 已 經(jīng) 穩(wěn) 居 世 界 產(chǎn) 量 第 一 。 3.5 電 子 陶 瓷 未 來 的 發(fā) 展 展 望 進(jìn) 入 21世 紀(jì) 以 來 ， 由 于 計(jì) 算 機(jī) 硬 件 、通 訊 工 程 及 傳 感 技 術(shù) 的 研 究 和 發(fā) 展 ， 對 電子 陶 瓷 的 數(shù) 量 、 質(zhì) 量 、 品 種 、 形 態(tài) 以 及 功能 等 方 面 不 斷 提 出 了 新 的 要 求 。 目 前 ， 電 子 陶 瓷 及 其 應(yīng) 用 正 朝 著 高 效 能 、高 可 靠 性 、 高 靈 敏 、 高 精 度 、 微 型 化 、 多功 能 、 智 能 化 、 集 成 化 以 及 低 成 本 的 方 向發(fā) 展 。 第 三 章 作 業(yè)1.電 子 陶 瓷 有 哪 些 主 要 種 類 ？ 請 你 舉 一 例 說 明電 子 陶 瓷 在 現(xiàn) 代 工 業(yè) 、 國 防 或 科 技 方 面 的 應(yīng)用 。 2.請 查 詢 資 料 后 給 出 航 天 飛 機(jī) 用 隔 熱 瓦 材 料 的組 分 、 制 備 工 藝 與 主 要 參 數(shù) 的 報(bào) 告 。3.試 簡 介 LTCC技 術(shù) 的 優(yōu) 勢 。

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