微波介质陶瓷的发展背景

微波介质陶瓷是指应用于微波频段电路中作为介质材料并完成一种或多种功能的陶瓷材料。

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、电视卫星接收器、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。