微波介質陶瓷作為一種重要的電子陶瓷材料,具有介電常數高、諧振頻率溫度系數小、介質損耗低等眾多特點,由此以微波介質陶瓷材料制備的電子元器件具備眾多優良性能。
1、微波介質陶瓷元器件產業鏈
微波介質陶瓷元器件產業鏈上游主要是微波介質陶瓷粉體、有色金屬、化工原料、生產設備的供應商。其中:
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上游主要原材料包括金屬氧化物(TiO2、Al2O3、BaCO3、SrCO3、CaCO3、MgO 等)、稀土材料(Sm2O3、La2O3、Nd2O3)、化工原料(分散劑、脫模劑、粘結劑等)以及銀漿等電子漿料;主要生產設備包括成型機、隧道窯、覆涂設備、燒銀爐、SMT 貼裝設備、網絡分析儀等生產及測試設備。
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產業鏈中游主要為微波介質陶瓷元器件的生產與制造過程。
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產業鏈下游主要為移動通信、衛星通訊、衛星導航與定位、航空航天、電子器件、汽車工業、萬物互聯等領域的產品應用。
其中,微波介質陶瓷粉體是決定元器件性能的關鍵原材料。
2、微波介質陶瓷材料
微波介質陶瓷是指應用于微波頻段電路中作為介質材料并完成一種或多種功能的陶瓷材料,以其優異的微波介電性能在微波電路系統中發揮著介質隔離、介質波導以及介質諧振等一系列電路功能。
微波介質陶瓷材料的介質損耗是影響介質濾波器插入損耗的一個主要因素。材料品質因素(Q 值)越高,濾波器的插入損耗就越低。為獲得低損耗、高 Q 值的微波介質陶瓷材料,必須不斷改進微波介質陶瓷材料的粉體配方和制備工藝,研制出雜質少、缺陷少、晶粒均勻分布的高 Q 值微波介質陶瓷材料,從而制造出低插損的介質濾波器產品。
由于終端設備的工作環境溫度一般在-40℃~+100℃,微波介質陶瓷材料的諧振頻率如果隨溫度變化較大,載波信號在不同的溫度下就會產生漂移,從而影響設備的使用性能。這就要求材料在上述溫度范圍內的諧振頻率溫度系數不能大于 l0ppm/℃。陶瓷材料具有耐腐蝕、耐酸堿、耐高溫等特性,使用壽命較長,目前已實用化的微波介質陶瓷材料的頻率溫度系數接近零,從而實現微波通信元器件的高穩定性和高可靠性。
微波介質陶瓷材料因其特殊的制備工藝形成的晶相結構,具有較高的介電常數,有利于實現微波介質濾波器的小型化,滿足現代電子技術對元器件集成化的要求。使用微波介質陶瓷制作的諧振器等器件尺寸可以達到毫米量級。
3、微波介質陶瓷元器件
微波介質陶瓷元器件是以微波介質陶瓷作為原材料,經過一定的工藝流程加工而成的一類電子元器件。微波介質陶瓷作為一種電子材料,在現代通信產業中被廣泛用于介質諧振器、介質濾波器、介質雙工器、介質耦合器、介質基片、介質天線等元器件。其中,介質濾波器是微波介質陶瓷的重要應用領域。陶瓷濾波器與同等頻率的金屬腔體濾波器相比,具有體積小、重量輕、成本低等優勢,因此在移動通信、衛星通信、雷達等諸多領域得到廣泛應用。

基于優異的微波介電性能,微波介質陶瓷元器件目前廣泛應用于移動通信、衛星通訊、衛星導航與定位、航空航天、電子器件、汽車工業、萬物互聯等領域。其中,移動通信領域是微波介質陶瓷元器件的重要應用方向。介質諧振器、介質濾波器、介質雙工器、介質多工器、衛星授時天線等均是通信基站的重要元器件。進入 5G 通信時代,微波介質陶瓷元器件在滿足性能要求的條件下,符合 5G 基站小型化和輕量化的設計要求,并且能夠解決高抑制的系統兼容問題,逐漸成為 5G 基站射頻器件的重要選擇方案。另一方面,萬物互聯、航空航天等領域的應用有望給微波介質陶瓷元器件帶來新的市場增長點,微波介質陶瓷元器件作為基礎性射頻器件,應用前景將更加廣闊。
原文始發于微信公眾號(艾邦陶瓷展):微波介質陶瓷元器件產業鏈概述