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【论坛报告】LTCC压电陶瓷在通信终端新应用

茜茜

2020.10.15  |  点击 4949次

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导读 LTCC:Low Temperature Co-fired Ceramic,即低温共烧陶瓷,根据预先设计的结构,在未烧结的陶瓷坯膜上制作电极、电路及电阻、电容、电感等元件,将其叠合在一起,一次性烧结成一个集成式陶瓷多层器件,并能利用现有的厚膜电路生产技术进行表面安装。

中国粉体网讯  如果问现代人一个问题,你身边最不能缺少的一样物品是什么,估计很多人会回答手机吧!手机作为人类最先进便捷的通信工具,改变了我们工作、学习、生活,几乎可以完全代替电脑、电视等,其地位日益提高。随着需求量的提升,对手机产品性能的要求(防水、防摔)也逐渐增多。研究发现,基于LTCC压电陶瓷在通信终端上的应用有了新突破。


什么是LTCC?


LTCC:Low Temperature Co-fired Ceramic,即低温共烧陶瓷,根据预先设计的结构,在未烧结的陶瓷坯膜上制作电极、电路及电阻、电容、电感等元件,将其叠合在一起,一次性烧结成一个集成式陶瓷多层器件,并能利用现有的厚膜电路生产技术进行表面安装。



LTCC技术的特点


 

LTCC技术中的工艺流程


研究发现,LTCC技术作为一种多层布线陶瓷基板工艺技术,在降低产品体积、减轻产品重量、降低成本等方面具有明显优势,能更好地实现产品的批量制造与规模化生产。


关于压电陶瓷


压电陶瓷是实现机械能与电能相互转换的功能材料,作为电子信息材料的一个分支,已成为信息、电子和航空航天领域不可缺少的一环。我国压电陶瓷的应用范围从八十年代开始不断扩展,开发出了各种综合性能的器件,例如结合电学和声学的声表面波滤波器等。随着研究的深入,压电陶瓷的应用宽度越来越广,应用在航天领域、工业方面和各类电子产品中。导航中的压电陀螺和加速度计;精密测量中的压电厚度计;电声器件中的扬声器、拾声器;红外技术中的陶瓷红外热电探测器以及通讯设备中的陶瓷滤波器和陶瓷鉴频器等。


压电陶瓷材料与低温烧结的研究


主要从配方和工艺两个方面实现压电陶瓷材料的低温烧结。配方方面,通过添加烧结助剂在烧结前期形成中间相,促进陶瓷在低温下的烧结过程,从而使材料本身的烧结温度有所下降,1985 年,李龙土等人通过将B-Bi-Cd低熔点玻璃材料加入PZT基压电陶瓷,将材料的烧结温度降至 960℃,并且所制备材料具有良好的压电性能。之后研究人员对三元系PNN-PZT及四元系PMN-PNN-PZT 压电陶瓷进行了低温烧研究,将烧成温度降低了350℃左右;工艺方面,主要通过改进粉体制备工艺和烧结工艺来达到降温的效果。2000 年,胡志强用水热法制得 Fe2+、Bi3+、Cu2+等离子掺杂的PZT 粉料,将陶瓷烧结温度降至850℃,并且具有较高的压电性能,相对密度达到98%;2005 年,G.H.Hareling将PLZT陶瓷的烧结温度降低了150℃-200℃。


另外,今年的新冠疫情致使口罩机市场需求迫切。而口罩生产关键环节则是无纺布的生产,压电陶瓷片作为无纺布生产关键设备超声波焊接的关键配件,在这场“抗疫”持久战中起到了关键作用。


2020年10月29-30日,中国粉体网将在无锡举办“2020第三届新型陶瓷技术与产业高峰论坛”。届时,来自苏州攀特电陶科技股份有限公司的潘铁政先生,将带来题为《LTCC压电陶瓷在通信终端新应用》的报告。报告主要介绍了LTCC压电陶瓷OLED手机屏幕发声,取消声孔,替代传统的受话器及喇叭;压电陶瓷触感触摸开关;压电陶瓷屏幕触感执行器使屏幕虚拟键具有机械键的触感以及实现手机可浸水乃至可潜水的重要特性。


 


专家简介


潘铁政,1982年毕业于天津大学化工系技术陶瓷专业,同年,分配到国营第999厂工作,从事压电陶瓷材料和器件的研发、生产及经营管理。历任车间主任、总工程师、常务副总经理及总经理等职务。2002年6月,创立昆山攀特电陶研发中心有限公司(经股份制改造更名为苏州攀特电陶科技股份有限公司),任董事长。


在压电陶瓷技术领域,他辛勤耕耘,先后成为江苏省“333”学科带头人培养对象、江苏省优秀科技工作者、江苏省“六大人才高峰”专家、中国火炬江苏创业导师。几所高校及研究所聘请他为客座教授,中国电子元件协会聘其为常务理事及科技委专家,中国电子陶瓷协会副理事长。


参考资料:

瓷录Ceramats.浅析低温共烧陶瓷(LTCC)技术相关

郑阳.PZT基压电陶瓷的低温烧结及其应用

杜春雷.压电陶瓷材料研究现状及其应用

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