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浅析全球电子元件技术的发展趋势

来源:网络转载日期:2018年08月23日 浏览:710 关键词:电子元件新材料
由于电子整机系统的多功能化和小型化要求,电子元件的安装密度越来越高,但电子元件的进一步小型化存在物理瓶颈,高密度安装也面临可靠性问题。近年来,高密度高可靠性器件集成技术——如低温共烧陶瓷(LTCC)技术、混合集成技术等一一迅速进步,使得大量的无源电子元件整合于同一模块或基板内己成为可能

1.分立式电子元件向微型化、模块化、集成化方向发展

随着以移动智能终端和穿戴式设备为代表的新型电子整机产品进一步向小型化、薄层化、多功能化方向发展,各类分立式电子元件成为实现整机小型化的主要“瓶颈”。因此,微型化一直是电子元件发展的一个重要方向。十三五期间,预计多层片式陶瓷电容器(MLCC)、片式电阻器、叠层片式电感器三类用量最大的无源元件的主流尺寸都将发展01005型(0.4mm*0.2mm),片式石英晶体谐振器的主流尺寸将发展到1206型。


由于电子整机系统的多功能化和小型化要求,电子元件的安装密度越来越高,但电子元件的进一步小型化存在物理瓶颈,高密度安装也面临可靠性问题。近年来,高密度高可靠性器件集成技术——如低温共烧陶瓷(LTCC)技术、混合集成技术等一一迅速进步,使得大量的无源电子元件整合于同一模块或基板内己成为可能。目前,基于这些先进的集成技术的无源模块、有源无源复合智能模块,以及髙密度封装微系统都开始在很多领域取代传统的分立元件,正在成力电子整机的系统级解决方案。


2.新材料、新工艺、新技术在电子元件行业的应用将加快

在产业融合、技术融合趋势的不断推动下,电子元器件行业的边界越来越模糊,元件、器件、材料、组件、模块、系统技术相互融合交织,产业互相渗透,难分彼此。十三五期间,随着技术的不断进步,一些新型材料在电子元件行业中的应用将逐渐兴起,比如,应用于超级电容器的石墨烯材料、应用于电子线缆的碳纤维材料、应用于电感器件的新型金属磁芯材料等。新材料的应用使电子元件产品的性能进一步提升,同时也衍生出新的制造工艺和技术课题。


同时,传统的电子元件产品借鉴电子信息制造业其他分支行业的生产方式和工艺技术,衍生出新的生产工艺和新型产品。比如,将硅基集成电路的晶圆生长、薄膜沉积、光刻、蚀刻、掺杂技术用于石英、铌酸锂等晶体材料,生产新型频率选择及控制元件。MEMS技术在电子元件行业中的应用也将迅速扩大,产品种类逐渐增多,从传感器、传声器产品发展到继电器、开关、微型马达、振荡器、扬声器、连接器、电容器、电感器等多种产品。


未来几年,将成为采用新材料、新工艺、新技术的新型电子元件产品发展的黄金时期。


3.质量要求向高可靠、宇航级方向发展

随着整机整体质量要求不断提升,同时单机使用电子元件数量持续增加。对电子元件质量要求越来越高,超高电压、大电流、大功率、高频、耐高温、高精度、高可靠性、高稳定性的宇航级电子元件产品将不仅应用于航空航天、武器装备等高端市场,而且还越来越多地向民用领域渗透。电子元件产品的缺陷率将由原来的PPM(百万分之一)量级发展到BPM量级(十亿分之一)。因此,电子元件关键材料的稳定性、设计的充整性、制造过程的可控性、检测的有效性己经成为电子元件技术发展的重要环节。


4.先进制造技术将改变电子元件的传统生产方式

由于中国人力成本的不断提升,以及市场对电子元件产品精密化加工的要求越来越高,全球电子元件行业,已经达到全面进行自动化升级的阶段,预计在未来5-10年间,机器人技术,工业互联网,甚至3D打印技术都将逐渐在电子元器件制造业内获得应用和普及。


从电子元件产品的传统生产工艺特点来看,可以大致分为两个阶段,第—个阶段是原材料加工阶段,比如将铁氧体材料、陶瓷材料、金属材料、晶体材料、塑料等原始材料,通过烧结、粘结、打磨、切割、拉丝等各种不同的工艺加工成电子组件,比如各种磁体、陶瓷结构件、金属部件、水晶片、塑料外壳等都是通过这一阶段制造成型。第二个阶段是组装阶段,即将各种不同的电子配件进行装配,形成电子元件产品。


因此,预计电子元件行业的智能制造,也会大致遵循以上两个阶段的特点来发展,在原材料加工阶段,智能制造的标志应该是3D打印技术的应用,通过3D打印技术进行各种原材料的加工,更快、更环保地生产更精密的电子组件,而在组装阶段,智能制造的标志则是机器人技术的全面应用,通过机器人技术实现精密电子元件的全自动高速组装,并在组装过程中,全程采用物联网技术、机器人技术进行监控。


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