微波介质陶瓷的发展背景

　　微波介质陶瓷作为一种新型电子材料，在现代通信中被用作谐振器、滤波器、介质基片、介质天线、介质导波回路等，广泛应用于微波技术的许多领域，如移动电话、汽车电话、无绳电话、电视、卫星广播、雷达、无线电遥控等。

　　随着低温共烧陶瓷技术的不断发展，微波介质陶瓷材料的应用前景会更好。

　　微波介质陶瓷优点

　　(1)小型化：

　　微波设备实现小型化、高稳定及廉价的方式是微波电路的集成化。在微波电路集成化的进程中，金属波导实现了平面微带集成化，微波管实现了小型化。

　　但是，微波电路中各种金属谐振腔由于体积和重量太大，难以和微带电路相集成，解决这一困难的出路在于使用微波介质陶瓷材料制作谐振器。已经知道，谐振器的尺寸和电介质材料的介电常数的平方根成反比。所以电介质材料的介电常数越大，所需要的电介质陶瓷块体就越小，谐振器的尺寸也就越小。因此，微波介质陶瓷材料的高介电常数有利于微波介质滤波器的小型化，可使滤波器同微波管、微带线一道实现微波电路混合集成化，使器件尺寸达到毫米量级，其价格也比金属谐振腔低廉得多。

　　(2)高稳定性

　　接近于零的频率温度系数。通信器件的工作环境温度不可能一成不变。如果微波介质材料的谐振频率随温度变化较大，滤波器的载波信号在不同的温度下就会漂移，从而影响设备的使用性能。这就要求材料的谐振频率不能随温度变化太大。温度的实际要求范围大致是-40℃~100℃，在这个范围内，材料的频率温度系数f不大于l0ppm/℃。

　　(3)低损耗

　　滤波器的一个重要要求是插入损耗低，微波介质材料的介质损耗是影响介质滤波器插入损耗的一个主要因素。微波介质材料Q值与介质损耗tand成反比关系。Q值越大，滤波器的插入损耗就越低。

　　电子工业为微波介质陶瓷下游应用最大市场，电子陶瓷需求日益增长。陶瓷材料是无线技术中高频电容器及磁性元件的基础，陶瓷基片及其组合部件、微波滤器、大功率器件的热阱等均是无线技术的关键部件。近年受益于通信、计算机、电子仪表、家用电器和数字电路技术的普及发展，电子陶瓷元器件的市场需求日益增长。

　　我国微波介质陶瓷行业发展态势分析：

　　微波介质陶瓷因其特定的精细结构和高强、高硬、耐磨、耐腐蚀、耐高温、导电、绝缘、磁性、透光、半导体以及压电、铁电、声光、超导、生物相容等一系列优良性能，被广泛应用于国防、化工、冶金、电子、机械、航空、航天、生物医学等国民经济各个领域。

　　电子工业为微波介质陶瓷下游应用最大市场，电子陶瓷需求日益增长。陶瓷材料是无线技术中高频电容器及磁性元件的基础，陶瓷基片及其组合部件、微波滤器、大功率器件的热阱等均是无线技术的关键部件。近年受益于通信、计算机、电子仪表、家用电器和数字电路技术的普及发展，电子陶瓷元器件的市场需求日益增长。

　　我国微波介质陶瓷行业发展特点分析：

　　随着行业的不断成熟和下游MLCC行业、以及MLCC行业的下游电子消费行业对于产品要求的日益提高，微波介质陶瓷材料的介电常数、微细化程度、生产成本等因素都成为行业企业关注的技术课题。

　　(1)在不影响介电性能的基础上提升陶瓷介质微细化程度

　　支撑MLCC发展的最重要是材料技术的开发，下游电子产品对MLCC小体积、高容量的要求均需主要通过材料技术的进步达成。微波介质陶瓷材料作为MLCC中应用的主要原材料之一，其技术进步速度直接决定了MLCC产品及下游电子整机产品的技术发展水平。

　　MLCC电容器的电容量与电介质层数成正比，层数越多，电容量越高。在一定体积下，电介质层厚度降低后可增加介质层数，继而提高电容量。因此，不论是MLCC的微型化还是高容量化，都需要不断提升电介质的微细化程度。相对于1μm至2μm的介质层，钛酸钡粉体的最大粒径不能超过0.2μm，以平均粒径0.05μm至0.15μm最佳。但当介质的颗粒趋于微细化后，一般会直接导致介质材料的介电性能降低，这也是微波介质陶瓷材料设计方面的难点之一。

　　目前日本MLCC公司在这方面的研发处于世界前列。TDK公司目前开发的高介电常数的介质材料，其介质厚度小于1μm，介质颗粒直径在0.2-0.25μm之间，介电常数在3800-4000之间。TDK公司在材料开发方面采用了以高结晶钛酸钡为主的材料，并通过生产工艺的改良使得介质的细微化和高介电常数成为可能。

　　(2)不断降低生产成本

　　未来的电子信息产品市场竞争将日趋激励，下游市场的激烈竞争将对上游原材料提出更严格的成本控制要求，质优价廉的电介质瓷粉产品供应商将获得更多、更优质的客户资源和更多的发展机会。

　　微波介质陶瓷材料供应商为求在未来的市场竞争中立于有利地位，必须通过优化生产工艺及流程、提高生产技术水平、合理配置生产资料及制订生产计划等严格控制生产成本。

　　我国微波介质陶瓷产业特征与行业重要性：

　　微波介质陶瓷材料行业是MLCC行业进步和发展的重要基础，MLCC作为最重要的电子元器件产品之一，其技术水平也将对电子信息行业的整体技术水平产生不同程度的影响。因此，微波介质陶瓷材料行业的技术进步既是电子信息行业整体技术发展的客观要求，也是推动MLCC及电子信息产业进步的主要动力。

　　微波特性介绍？

　　加热均匀快速由于微波具有穿透到物质内部的本领，穿透的深度一般是从几毫米到几十厘米的范围，随频率不同而异。所以除了极大的物体外，微波能做到被加热的物体里外同时加热，不会出现"外焦里不熟"的夹生现象。用一般的加热方法时，首先是加热周围的环境，然后借热量的传递或通过热空气的对流，使物质的表面先热，再通过物体的热传导传到内部。而由于微波加热是物质的里外同时加热，所以就大大缩短了加热时间。由于微波加热具有这个特点，所以在工农业中应用它就能大大提高劳动生产率，提高产品产量和质量。选择性加热前面我们谈到被加热物质单位体积所产生的热量与被加热物的"损耗角正切tgδ"有关。tgδ越大，吸收微波能的能力也就越强，产生的热量也就越多。各种物质的tgδ从略。0.001至0.5范围内,所以各种物质吸收微波的能力就有很大差异,使得微波对各种物质的加热具选择性。控制及时大多数普通的加热系统，如热风炉，需要相当长的时间才能改变炉温，然而微波加热炉，可以在不到一秒钟的时间里，就能将微波功率调节到所需的数值，从而使物料得到合适的温度。这样就能控制方便，便于自动化和连续生产。缩小加热设备体积，改善劳动条件一般工业上所用的加热和干燥设备都比较庞大，环境温度也较高，工人要在高温下操作，劳动条件差，劳动强度大。另外，由于燃料要排出烟尘等有害物质，造成环境污染。采用微波加热就避免了这些问题。微波加热设备体积较小，可以节约厂房面积。微波加热可使设备在冷态下工作，又不需要输热管道，所以环境湿度可以保持常温。又可省去燃料，且无有害物质排出。此外，微波加热在某些应用中还能产生一些所需的物理和化学作用，例如发酵、干燥、熔化和蛋白质之类的作用，有利于生产和提高产品质量。

　　微波是一种高频率的电磁波，具有反射、穿透、吸收等三种特性。

　　反射性：微波碰到金属会被反射回来，故采用经特殊处理的钢板制成内壁，根据微波炉内壁所引起的反射作用，使微波来回穿透食物，加强热效率。但炉内不得使用金属容器，否则会影响加热时间，甚至引起炉内放电打火。

　　穿透性：微波对一般的陶瓷器、玻璃、耐热塑胶、木器、竹器等具有穿透作用，故为微波烹调用的最佳器皿。

　　吸收性：各类食物可吸收微波，致使食物内的分子经过震荡，磨擦而产生的热能。但其对各种食物的渗透程度视其质与量的大小、厚薄因素而有所不同。

　　----沃特塞恩微波源