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新型片式元件与材料发展现状与展望
[发布时间]:2009年4月27日 [来源]:《中国磁性材料与应用产业资讯网》 [点击率]:7547
【导读】:     片式元件是 90 年代后适应表面贴装技术发展起来的新型元件,代表着世界电子元件的发展趋势。随着集成电路技术,数字化技术和便携式电子设备的发展,其品种、数量正在...

 

    在耐高温方面,为适应地质勘探、汽车电子和航空电子等发展需要,TDK、Vishay、Novacap、SYFER、Epcos等开发出了X8R(-55~+150℃)特性和NPO(-55~+300℃)MLCC。有机薄膜电容器也有PPS电容器(-55~+175℃),PTFE(-55~+200℃),PI电容器(-55~+300℃)面世。铝电解电容器也正在开发150℃2000H高温长寿命的产品。以TbO为关键材料的500℃~1100℃高温热敏电阻器已在汽车电子中获得应用。
    不同产品互相替代竞争的典型例子是MLCC在100μF以下取代片式电解电容器,因为前者有较低的ESR和ESL。
    功能高分子材料片式固体铝电解电容器在20V以下低压、大容量也可取代钽电容器。而片式有机薄膜电容器和片式云母电容器在要求电容量高精度、高稳定或高压场合可以取代X7R特性的MLCC。
    片式电阻器的高性能化主要是高精度、低温度系数、高阻、低阻、高功率和高压。如厚膜片式电阻器的精度,已达±0.5%,温度系数可达±50ppm/℃,薄膜片式电阻器已达±0.1%和±25ppm/℃。
    片式电感器的高性能化主要是高频高Q、大电感量、大电流。如TDK开发成功SMD功率电感器电感量达mH级,电流达数安培。Murata采用LTCC技术和薄膜技术,以陶瓷为基体,制成片式电感0.6×0.3×0.3(mm),电感量达15nH,1.8GHz,Q>30。
    新材料、新工艺不断开发成功
    元件生产厂按整机发展方向不断开发出性能更好、成本更低的新产品,部分新元件开发已导前于整机的发展,对整机更新换代起了推动作用,元件生产厂的技术开发水平也已成为决定自己命运的关键因素。
    除了上述功能高分子材料在电解电容器中应用外,最典型的例子是三个:一是MLCC的贱金属化,用廉价的Ni或Cu电极代替贵金属Pd,2002年日本贱金属化MLCC已占MLCC的90%,台湾在这方面进展也较快。二是铌电解电容器的开发,全球铌的矿产量是钽的100倍以上,Nb2O3的介电常数为41,而Ta2O5的介电常数为25,前者是后者的1.6倍,铌的比重8.6g/cm3为钽(16.6g/cm3)的1/2,对小型化、轻量化有利,其频率特性和温度特性与钽电容器相同,2001年8月日本NEC-Tokin已开发成功有机高分子铌电解电容器,有可能替代部分钽电解电容器和铝电解电容器。三是新型薄膜材料的研制成功,如PPS薄膜的应用,推动SMD有机薄膜电容器的发展,PPS膜工作温度可达125℃,5S耐热可达260℃。
 

 

    又如片式多层压敏电阻器的金属化开始用铂,1998年全球耗用622Kg,824万美元。AVX和Harris用铂,而Epcos用Pd30Ag70这使Epcos迅速成为全球第一大生产商。
    复合化、集成化步伐加快
    片式电阻网络技术早已成熟,如日本2002年网络电阻产量为81.6亿只, 产值为103.9亿日元,平均单价1.27日元;2003年网络电阻产量为105.2亿只, 产值为108.6亿日元,平均单价1.03日元。片式MLCC电容网络1608型4连、1005型2连产品,2002年已进入开发,作为电路保护元件的片式多层压敏电阻器(MLV)0603型2连和4连产品已经产业化,今后是0805型8连和0504型4连,并与MLCC集成。
    在高频应用领域,片式LC复合滤波器采用LTCC工艺发展迅猛,已在手机、局域网、兰牙等领域获得应用。片式RC网络利于脉冲整形和保持,在高速数字电路中广泛应用。片式集成无源元件(IPD)在美国近几年已获得快速发展,如美国AVX公司2001年集成无源元件收入已占总收入的17%,Murata正加速开发基于LTCC技术的多层集成无源元件,提出要使新产品在销售额中所占比例提高到30%以上。手机设计采用IPD,可减少PCB贴装分立元件的费用,isuppli预计2003年5%手机中的无源元件被IPD取代,到2005年这一比例会增加到12%。
    我国片式元件现状与差距
    我国片式元器件在“九五”、“十五”得到了快速发展,一方面得益于我国国民经济的快速发展,特别是信息产业的发展,其中彩色电视机为代表的视像设备和以手机为代表的通信设备是带动片式元器件的发展的龙头产品,另一方面得益于我国的改革开放政策,三资企业在国内片式元器件行业中已占主导地位。
    “十五”规划片式元器件的发展目标基本可望实现,其中外资和台资企业占60%-80%,缺乏我国自己的品牌。
    存在的主要问题是内资企业片式元件技术档次低,进出口贸易逆差不断扩大,说明内资企业在经济规模和技术开发实力等方面与国外著名元件厂商差距极大,需引起政府部门的重视。
    片式元件市场预测与分析
    国际市场 
    据日本预测,2010年世界电子信息产业市场将达3.4万亿美元,电子元件将达2800亿美元,2003年至2010年均增长5.5%。
 

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