中國粉體網(wǎng)訊 如果問現(xiàn)代人一個(gè)問題,你身邊最不能缺少的一樣物品是什么,估計(jì)很多人會(huì)回答手機(jī)吧!手機(jī)作為人類最先進(jìn)便捷的通信工具,改變了我們工作、學(xué)習(xí)、生活,幾乎可以完全代替電腦、電視等,其地位日益提高。隨著需求量的提升,對手機(jī)產(chǎn)品性能的要求(防水、防摔)也逐漸增多。研究發(fā)現(xiàn),基于LTCC壓電陶瓷在通信終端上的應(yīng)用有了新突破。
什么是LTCC?
LTCC:Low Temperature Co-fired Ceramic,即低溫共燒陶瓷,根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu),在未燒結(jié)的陶瓷坯膜上制作電極、電路及電阻、電容、電感等元件,將其疊合在一起,一次性燒結(jié)成一個(gè)集成式陶瓷多層器件,并能利用現(xiàn)有的厚膜電路生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行表面安裝。
LTCC技術(shù)的特點(diǎn)
LTCC技術(shù)中的工藝流程
研究發(fā)現(xiàn),LTCC技術(shù)作為一種多層布線陶瓷基板工藝技術(shù),在降低產(chǎn)品體積、減輕產(chǎn)品重量、降低成本等方面具有明顯優(yōu)勢,能更好地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的批量制造與規(guī)模化生產(chǎn)。
關(guān)于壓電陶瓷
壓電陶瓷是實(shí)現(xiàn)機(jī)械能與電能相互轉(zhuǎn)換的功能材料,作為電子信息材料的一個(gè)分支,已成為信息、電子和航空航天領(lǐng)域不可缺少的一環(huán)。我國壓電陶瓷的應(yīng)用范圍從八十年代開始不斷擴(kuò)展,開發(fā)出了各種綜合性能的器件,例如結(jié)合電學(xué)和聲學(xué)的聲表面波濾波器等。隨著研究的深入,壓電陶瓷的應(yīng)用寬度越來越廣,應(yīng)用在航天領(lǐng)域、工業(yè)方面和各類電子產(chǎn)品中。導(dǎo)航中的壓電陀螺和加速度計(jì);精密測量中的壓電厚度計(jì);電聲器件中的揚(yáng)聲器、拾聲器;紅外技術(shù)中的陶瓷紅外熱電探測器以及通訊設(shè)備中的陶瓷濾波器和陶瓷鑒頻器等。
壓電陶瓷材料與低溫?zé)Y(jié)的研究
主要從配方和工藝兩個(gè)方面實(shí)現(xiàn)壓電陶瓷材料的低溫?zé)Y(jié)。配方方面,通過添加燒結(jié)助劑在燒結(jié)前期形成中間相,促進(jìn)陶瓷在低溫下的燒結(jié)過程,從而使材料本身的燒結(jié)溫度有所下降,1985 年,李龍土等人通過將B-Bi-Cd低熔點(diǎn)玻璃材料加入PZT基壓電陶瓷,將材料的燒結(jié)溫度降至 960℃,并且所制備材料具有良好的壓電性能。之后研究人員對三元系PNN-PZT及四元系PMN-PNN-PZT 壓電陶瓷進(jìn)行了低溫?zé)芯,將燒成溫度降低?50℃左右;工藝方面,主要通過改進(jìn)粉體制備工藝和燒結(jié)工藝來達(dá)到降溫的效果。2000 年,胡志強(qiáng)用水熱法制得 Fe2+、Bi3+、Cu2+等離子摻雜的PZT 粉料,將陶瓷燒結(jié)溫度降至850℃,并且具有較高的壓電性能,相對密度達(dá)到98%;2005 年,G.H.Hareling將PLZT陶瓷的燒結(jié)溫度降低了150℃-200℃。
另外,今年的新冠疫情致使口罩機(jī)市場需求迫切。而口罩生產(chǎn)關(guān)鍵環(huán)節(jié)則是無紡布的生產(chǎn),壓電陶瓷片作為無紡布生產(chǎn)關(guān)鍵設(shè)備超聲波焊接的關(guān)鍵配件,在這場“抗疫”持久戰(zhàn)中起到了關(guān)鍵作用。
2020年10月29-30日,中國粉體網(wǎng)將在無錫舉辦“2020第三屆新型陶瓷技術(shù)與產(chǎn)業(yè)高峰論壇”。屆時(shí),來自蘇州攀特電陶科技股份有限公司的潘鐵政先生,將帶來題為《LTCC壓電陶瓷在通信終端新應(yīng)用》的報(bào)告。報(bào)告主要介紹了LTCC壓電陶瓷OLED手機(jī)屏幕發(fā)聲,取消聲孔,替代傳統(tǒng)的受話器及喇叭;壓電陶瓷觸感觸摸開關(guān);壓電陶瓷屏幕觸感執(zhí)行器使屏幕虛擬鍵具有機(jī)械鍵的觸感以及實(shí)現(xiàn)手機(jī)可浸水乃至可潛水的重要特性。
專家簡介
潘鐵政,1982年畢業(yè)于天津大學(xué)化工系技術(shù)陶瓷專業(yè),同年,分配到國營第999廠工作,從事壓電陶瓷材料和器件的研發(fā)、生產(chǎn)及經(jīng)營管理。歷任車間主任、總工程師、常務(wù)副總經(jīng)理及總經(jīng)理等職務(wù)。2002年6月,創(chuàng)立昆山攀特電陶研發(fā)中心有限公司(經(jīng)股份制改造更名為蘇州攀特電陶科技股份有限公司),任董事長。
在壓電陶瓷技術(shù)領(lǐng)域,他辛勤耕耘,先后成為江蘇省“333”學(xué)科帶頭人培養(yǎng)對象、江蘇省優(yōu)秀科技工作者、江蘇省“六大人才高峰”專家、中國火炬江蘇創(chuàng)業(yè)導(dǎo)師。幾所高校及研究所聘請他為客座教授,中國電子元件協(xié)會(huì)聘其為常務(wù)理事及科技委專家,中國電子陶瓷協(xié)會(huì)副理事長。
參考資料:
瓷錄Ceramats.淺析低溫共燒陶瓷(LTCC)技術(shù)相關(guān)
鄭陽.PZT基壓電陶瓷的低溫?zé)Y(jié)及其應(yīng)用
杜春雷.壓電陶瓷材料研究現(xiàn)狀及其應(yīng)用