微波介質(zhì)陶瓷作為一種重要的電子陶瓷材料,具有介電常數(shù)高、諧振頻率溫度系數(shù)小、介質(zhì)損耗低等眾多特點(diǎn),由此以微波介質(zhì)陶瓷材料制備的電子元器件具備眾多優(yōu)良性能。
1、微波介質(zhì)陶瓷元器件產(chǎn)業(yè)鏈
微波介質(zhì)陶瓷元器件產(chǎn)業(yè)鏈上游主要是微波介質(zhì)陶瓷粉體、有色金屬、化工原料、生產(chǎn)設(shè)備的供應(yīng)商。其中:
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上游主要原材料包括金屬氧化物(TiO2、Al2O3、BaCO3、SrCO3、CaCO3、MgO 等)、稀土材料(Sm2O3、La2O3、Nd2O3)、化工原料(分散劑、脫模劑、粘結(jié)劑等)以及銀漿等電子漿料;主要生產(chǎn)設(shè)備包括成型機(jī)、隧道窯、覆涂設(shè)備、燒銀爐、SMT 貼裝設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)分析儀等生產(chǎn)及測(cè)試設(shè)備。
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產(chǎn)業(yè)鏈中游主要為微波介質(zhì)陶瓷元器件的生產(chǎn)與制造過(guò)程。
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產(chǎn)業(yè)鏈下游主要為移動(dòng)通信、衛(wèi)星通訊、衛(wèi)星導(dǎo)航與定位、航空航天、電子器件、汽車(chē)工業(yè)、萬(wàn)物互聯(lián)等領(lǐng)域的產(chǎn)品應(yīng)用。
其中,微波介質(zhì)陶瓷粉體是決定元器件性能的關(guān)鍵原材料。
2、微波介質(zhì)陶瓷材料
微波介質(zhì)陶瓷是指應(yīng)用于微波頻段電路中作為介質(zhì)材料并完成一種或多種功能的陶瓷材料,以其優(yōu)異的微波介電性能在微波電路系統(tǒng)中發(fā)揮著介質(zhì)隔離、介質(zhì)波導(dǎo)以及介質(zhì)諧振等一系列電路功能。
圖? 微波介質(zhì)陶瓷材料,來(lái)源:華星電子
微波介質(zhì)陶瓷材料的介質(zhì)損耗是影響介質(zhì)濾波器插入損耗的一個(gè)主要因素。材料品質(zhì)因素(Q 值)越高,濾波器的插入損耗就越低。為獲得低損耗、高 Q 值的微波介質(zhì)陶瓷材料,必須不斷改進(jìn)微波介質(zhì)陶瓷材料的粉體配方和制備工藝,研制出雜質(zhì)少、缺陷少、晶粒均勻分布的高 Q 值微波介質(zhì)陶瓷材料,從而制造出低插損的介質(zhì)濾波器產(chǎn)品。
由于終端設(shè)備的工作環(huán)境溫度一般在-40℃~+100℃,微波介質(zhì)陶瓷材料的諧振頻率如果隨溫度變化較大,載波信號(hào)在不同的溫度下就會(huì)產(chǎn)生漂移,從而影響設(shè)備的使用性能。這就要求材料在上述溫度范圍內(nèi)的諧振頻率溫度系數(shù)不能大于 l0ppm/℃。陶瓷材料具有耐腐蝕、耐酸堿、耐高溫等特性,使用壽命較長(zhǎng),目前已實(shí)用化的微波介質(zhì)陶瓷材料的頻率溫度系數(shù)接近零,從而實(shí)現(xiàn)微波通信元器件的高穩(wěn)定性和高可靠性。
微波介質(zhì)陶瓷材料因其特殊的制備工藝形成的晶相結(jié)構(gòu),具有較高的介電常數(shù),有利于實(shí)現(xiàn)微波介質(zhì)濾波器的小型化,滿(mǎn)足現(xiàn)代電子技術(shù)對(duì)元器件集成化的要求。使用微波介質(zhì)陶瓷制作的諧振器等器件尺寸可以達(dá)到毫米量級(jí)。
3、微波介質(zhì)陶瓷元器件
微波介質(zhì)陶瓷元器件是以微波介質(zhì)陶瓷作為原材料,經(jīng)過(guò)一定的工藝流程加工而成的一類(lèi)電子元器件。微波介質(zhì)陶瓷作為一種電子材料,在現(xiàn)代通信產(chǎn)業(yè)中被廣泛用于介質(zhì)諧振器、介質(zhì)濾波器、介質(zhì)雙工器、介質(zhì)耦合器、介質(zhì)基片、介質(zhì)天線等元器件。其中,介質(zhì)濾波器是微波介質(zhì)陶瓷的重要應(yīng)用領(lǐng)域。陶瓷濾波器與同等頻率的金屬腔體濾波器相比,具有體積小、重量輕、成本低等優(yōu)勢(shì),因此在移動(dòng)通信、衛(wèi)星通信、雷達(dá)等諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

圖? 微波介質(zhì)陶瓷元器件,來(lái)源:南京以太
基于優(yōu)異的微波介電性能,微波介質(zhì)陶瓷元器件目前廣泛應(yīng)用于移動(dòng)通信、衛(wèi)星通訊、衛(wèi)星導(dǎo)航與定位、航空航天、電子器件、汽車(chē)工業(yè)、萬(wàn)物互聯(lián)等領(lǐng)域。其中,移動(dòng)通信領(lǐng)域是微波介質(zhì)陶瓷元器件的重要應(yīng)用方向。介質(zhì)諧振器、介質(zhì)濾波器、介質(zhì)雙工器、介質(zhì)多工器、衛(wèi)星授時(shí)天線等均是通信基站的重要元器件。進(jìn)入 5G 通信時(shí)代,微波介質(zhì)陶瓷元器件在滿(mǎn)足性能要求的條件下,符合 5G 基站小型化和輕量化的設(shè)計(jì)要求,并且能夠解決高抑制的系統(tǒng)兼容問(wèn)題,逐漸成為 5G 基站射頻器件的重要選擇方案。另一方面,萬(wàn)物互聯(lián)、航空航天等領(lǐng)域的應(yīng)用有望給微波介質(zhì)陶瓷元器件帶來(lái)新的市場(chǎng)增長(zhǎng)點(diǎn),微波介質(zhì)陶瓷元器件作為基礎(chǔ)性射頻器件,應(yīng)用前景將更加廣闊。
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