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電子材料的分類

發(fā)布時(shí)間:2011/8/22 15:30:44 訪問次數(shù):9868

    電子材料是材料領(lǐng)域中一個(gè)龐大的家族,門類繁多,品種復(fù)雜,在分類上至今尚沒有一種可以囊括全部電子材料的方法。不同學(xué)科、不同領(lǐng)域和應(yīng)用范圍都有一套自己的分類理念和方法。
    1.材料學(xué)科對(duì)電子材料的分類
    學(xué)術(shù)研究領(lǐng)域注重的是電子材料的物理化學(xué)特性及其在電子元器件中的作用,按材料的化學(xué)組成、物質(zhì)狀態(tài)、物理性能、功能原理、用途及發(fā)展,可將電子材料分為以下幾類。
    (1)按化學(xué)組成分:金屬材料、無(wú)機(jī)非金屬材料、有機(jī)高分子材料等。
    (2)按物質(zhì)狀態(tài)分:?jiǎn)尉Р牧稀⒍嗑Р牧、非晶奪材料和復(fù)合材料等。
    (3)按物理性能分:絕緣材料、導(dǎo)電材料、超導(dǎo)材料、磁性材料、高溫材料、高強(qiáng)材料等。
    (4)按功能原理分:鐵電材料、壓電材料、熱電材料、光電材料、激光材料、電光材料、聲光材料、磁光材料等。
    (5)按用途分:導(dǎo)電材料(包括超導(dǎo)材料)、半導(dǎo)體材料、壓電材料、磁性材料、結(jié)構(gòu)材料、絕緣介質(zhì)材料、電真空材料、光電材料、膠黏材料及超純材料等。
    (6)按發(fā)展分:傳統(tǒng)電子材料與新型電子材料(分子、超導(dǎo)、納米、功能陶瓷等)。

    2.電子制造I程領(lǐng)域?qū)﹄娮硬牧系姆诸?BR>    電子制造工程領(lǐng)域更關(guān)注材料的應(yīng)用特性與工藝作用。從電子材料在電子產(chǎn)品制造中的作用機(jī)制出發(fā),可以把電子材料分為功能材料、結(jié)構(gòu)材料和工藝材料三大類’如圖4.2.1所示。

          

    在這三大類電子材料中,功能材料是構(gòu)成各種電子元器件的基本材料,無(wú)疑是最重要的一類,也是備受學(xué)術(shù)界關(guān)注的電子材料。功能材料的定義為:具有確定的電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)、聲學(xué)、力學(xué)、化學(xué)和生物功能及其互相轉(zhuǎn)化的功能,用來(lái)構(gòu)成各種相應(yīng)功能電子元器件及功能件的材料。功能材料最主要的是其本身物理、化學(xué)和生物特性及其環(huán)境變化、時(shí)城穩(wěn)定性等特性。

    結(jié)構(gòu)材料的定義是:用于構(gòu)成電子元器件、零部件與整機(jī)以及系統(tǒng)機(jī)械或結(jié)構(gòu)件的材料。結(jié)構(gòu)材料是以材料的強(qiáng)度、剛度、韌性等機(jī)械力學(xué)性能為基礎(chǔ),用于制造以受力為主的構(gòu)件。從材料原理而言,結(jié)構(gòu)材料不如功能材料那樣起大腦和神經(jīng)的關(guān)鍵作用;但從構(gòu)成整個(gè)電子系統(tǒng)而言,如同人體一樣,骨骼和肌肉的作用對(duì)于一個(gè)完整的肌體,同樣是不可或缺的部分。
    工藝材料則屬于電子制造領(lǐng)域的一類材料,在普通電子材料中是找不到的。顧名思義,工藝材料是產(chǎn)品制造工藝中為實(shí)現(xiàn)一定工藝目標(biāo)而使用的一類材料,它既不是實(shí)現(xiàn)電子元器件或整機(jī)功能必需的功能材料,也不是構(gòu)成它們必不可少的結(jié)構(gòu)材料,僅是為了實(shí)
現(xiàn)一種工藝過(guò)程而介入的材料。例如,為了實(shí)現(xiàn)清潔而使用的清洗劑,為了實(shí)現(xiàn)連接而使用的焊料、焊劑,等等。顯然,這類學(xué)術(shù)界不列入“電子材料”的“電子工藝材料”,對(duì)于制造工藝技術(shù)的重要性是毋庸置疑的。

    3.電子制造行業(yè)對(duì)電子材料的分類
    由于電子材料門類繁多,新材料、新技術(shù)不斷涌現(xiàn),特別是近年電子信息產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展,綠色環(huán)保理念深入電子行業(yè)各個(gè)方面,為了適應(yīng)新的變化,電子材料分類也出現(xiàn)一些新的理念。
    1)集成咆路與電子元器件制造材料
    (1)導(dǎo)電材料金屬導(dǎo)電材料,電極和電刷材料,厚膜導(dǎo)電材料,薄膜導(dǎo)電材料,復(fù)合導(dǎo)電材料,導(dǎo)電聚合物。
    (2)電阻材料金屬電阻材料,薄膜電阻材料,厚膜電阻材料。
    (3)超導(dǎo)材料低溫超導(dǎo)材料,高溫超導(dǎo)材料。
    (4)半導(dǎo)體材料鍺、硅半導(dǎo)體材料,Ⅲ/Ⅴ族化合物半導(dǎo)體,Ⅱ/Ⅵ族化合物半導(dǎo)體和其他化合物半導(dǎo)體等。
    (5)電介質(zhì)材料  電容器介質(zhì)材料,鐵電材料,壓電材料與熱釋電材料,微波陶瓷介質(zhì)材料,玻璃電介質(zhì)材料,有機(jī)電介質(zhì)材料。
    (6)光電子材料固體激光材料,半導(dǎo)體發(fā)光材料,光導(dǎo)纖維材料,透明導(dǎo)電薄膜材料,其他光電材料。
    (7)磁性材料軟磁材料,永磁材料,旋磁材料,壓磁材料,磁光材料,其他新型磁性材料。
    (8)敏感電子材料力敏材料,熱(溫)敏材料,磁敏材料,濕敏材料和氣敏材料,離子敏材料,電壓敏感電阻器材料,有機(jī)敏感電子材料。

    2)信息材料
    信息材料屬于功能材料,是為實(shí)現(xiàn)信息探測(cè)、傳輸、存儲(chǔ)、顯示和處理等功能使用的材料。由于電子信息技術(shù)在科技發(fā)展中的重要性,近年在材料科學(xué)領(lǐng)域有人把信息材料單獨(dú)作為一個(gè)材料分支進(jìn)行研究。
    按材料的功能分,信息材料主要有以下幾類。
    (1)信息探測(cè)材料對(duì)電、磁、光、聲、熱轄射、壓力變化或化學(xué)物質(zhì)敏感的材料屬于此類,可用來(lái)制成傳感器,用于各種探測(cè)系統(tǒng),如電磁敏感材料、光敏材料、壓電材料等。這些材料有陶瓷、半導(dǎo)體和有機(jī)高分子化合物等多種。
    (2)信息傳輸材料主要是光導(dǎo)纖維,簡(jiǎn)稱光纖。它重量輕、占空間小、抗電磁干擾、通信保密性強(qiáng),可以制成光纜以取代電纜,是一種很有發(fā)展前途的信息傳輸材料。
    (3)信息儲(chǔ)材料磁存儲(chǔ)材料,主要是金屬磁粉和鋇鐵氧體磁粉,用于計(jì)算機(jī)存儲(chǔ);光存儲(chǔ)材料,有磁光記錄材料、相變光盤材料等,用于外存;鐵電介質(zhì)存儲(chǔ)材料,用于動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器;半導(dǎo)體動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)材料,目前以硅為主,用于內(nèi)存。  、
    (4)信息處理材料是制造信息處理器件(如晶體管和集成電路)的材料。目前使用最多的是硅,砷化鎵也是一種重要的信息處理材料。      UA308H
  

    電子材料是材料領(lǐng)域中一個(gè)龐大的家族,門類繁多,品種復(fù)雜,在分類上至今尚沒有一種可以囊括全部電子材料的方法。不同學(xué)科、不同領(lǐng)域和應(yīng)用范圍都有一套自己的分類理念和方法。
    1.材料學(xué)科對(duì)電子材料的分類
    學(xué)術(shù)研究領(lǐng)域注重的是電子材料的物理化學(xué)特性及其在電子元器件中的作用,按材料的化學(xué)組成、物質(zhì)狀態(tài)、物理性能、功能原理、用途及發(fā)展,可將電子材料分為以下幾類。
    (1)按化學(xué)組成分:金屬材料、無(wú)機(jī)非金屬材料、有機(jī)高分子材料等。
    (2)按物質(zhì)狀態(tài)分:?jiǎn)尉Р牧、多晶材料、非晶奪材料和復(fù)合材料等。
    (3)按物理性能分:絕緣材料、導(dǎo)電材料、超導(dǎo)材料、磁性材料、高溫材料、高強(qiáng)材料等。
    (4)按功能原理分:鐵電材料、壓電材料、熱電材料、光電材料、激光材料、電光材料、聲光材料、磁光材料等。
    (5)按用途分:導(dǎo)電材料(包括超導(dǎo)材料)、半導(dǎo)體材料、壓電材料、磁性材料、結(jié)構(gòu)材料、絕緣介質(zhì)材料、電真空材料、光電材料、膠黏材料及超純材料等。
    (6)按發(fā)展分:傳統(tǒng)電子材料與新型電子材料(分子、超導(dǎo)、納米、功能陶瓷等)。

    2.電子制造I程領(lǐng)域?qū)﹄娮硬牧系姆诸?BR>    電子制造工程領(lǐng)域更關(guān)注材料的應(yīng)用特性與工藝作用。從電子材料在電子產(chǎn)品制造中的作用機(jī)制出發(fā),可以把電子材料分為功能材料、結(jié)構(gòu)材料和工藝材料三大類’如圖4.2.1所示。

          

    在這三大類電子材料中,功能材料是構(gòu)成各種電子元器件的基本材料,無(wú)疑是最重要的一類,也是備受學(xué)術(shù)界關(guān)注的電子材料。功能材料的定義為:具有確定的電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)、聲學(xué)、力學(xué)、化學(xué)和生物功能及其互相轉(zhuǎn)化的功能,用來(lái)構(gòu)成各種相應(yīng)功能電子元器件及功能件的材料。功能材料最主要的是其本身物理、化學(xué)和生物特性及其環(huán)境變化、時(shí)城穩(wěn)定性等特性。

    結(jié)構(gòu)材料的定義是:用于構(gòu)成電子元器件、零部件與整機(jī)以及系統(tǒng)機(jī)械或結(jié)構(gòu)件的材料。結(jié)構(gòu)材料是以材料的強(qiáng)度、剛度、韌性等機(jī)械力學(xué)性能為基礎(chǔ),用于制造以受力為主的構(gòu)件。從材料原理而言,結(jié)構(gòu)材料不如功能材料那樣起大腦和神經(jīng)的關(guān)鍵作用;但從構(gòu)成整個(gè)電子系統(tǒng)而言,如同人體一樣,骨骼和肌肉的作用對(duì)于一個(gè)完整的肌體,同樣是不可或缺的部分。
    工藝材料則屬于電子制造領(lǐng)域的一類材料,在普通電子材料中是找不到的。顧名思義,工藝材料是產(chǎn)品制造工藝中為實(shí)現(xiàn)一定工藝目標(biāo)而使用的一類材料,它既不是實(shí)現(xiàn)電子元器件或整機(jī)功能必需的功能材料,也不是構(gòu)成它們必不可少的結(jié)構(gòu)材料,僅是為了實(shí)
現(xiàn)一種工藝過(guò)程而介入的材料。例如,為了實(shí)現(xiàn)清潔而使用的清洗劑,為了實(shí)現(xiàn)連接而使用的焊料、焊劑,等等。顯然,這類學(xué)術(shù)界不列入“電子材料”的“電子工藝材料”,對(duì)于制造工藝技術(shù)的重要性是毋庸置疑的。

    3.電子制造行業(yè)對(duì)電子材料的分類
    由于電子材料門類繁多,新材料、新技術(shù)不斷涌現(xiàn),特別是近年電子信息產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展,綠色環(huán)保理念深入電子行業(yè)各個(gè)方面,為了適應(yīng)新的變化,電子材料分類也出現(xiàn)一些新的理念。
    1)集成咆路與電子元器件制造材料
    (1)導(dǎo)電材料金屬導(dǎo)電材料,電極和電刷材料,厚膜導(dǎo)電材料,薄膜導(dǎo)電材料,復(fù)合導(dǎo)電材料,導(dǎo)電聚合物。
    (2)電阻材料金屬電阻材料,薄膜電阻材料,厚膜電阻材料。
    (3)超導(dǎo)材料低溫超導(dǎo)材料,高溫超導(dǎo)材料。
    (4)半導(dǎo)體材料鍺、硅半導(dǎo)體材料,Ⅲ/Ⅴ族化合物半導(dǎo)體,Ⅱ/Ⅵ族化合物半導(dǎo)體和其他化合物半導(dǎo)體等。
    (5)電介質(zhì)材料  電容器介質(zhì)材料,鐵電材料,壓電材料與熱釋電材料,微波陶瓷介質(zhì)材料,玻璃電介質(zhì)材料,有機(jī)電介質(zhì)材料。
    (6)光電子材料固體激光材料,半導(dǎo)體發(fā)光材料,光導(dǎo)纖維材料,透明導(dǎo)電薄膜材料,其他光電材料。
    (7)磁性材料軟磁材料,永磁材料,旋磁材料,壓磁材料,磁光材料,其他新型磁性材料。
    (8)敏感電子材料力敏材料,熱(溫)敏材料,磁敏材料,濕敏材料和氣敏材料,離子敏材料,電壓敏感電阻器材料,有機(jī)敏感電子材料。

    2)信息材料
    信息材料屬于功能材料,是為實(shí)現(xiàn)信息探測(cè)、傳輸、存儲(chǔ)、顯示和處理等功能使用的材料。由于電子信息技術(shù)在科技發(fā)展中的重要性,近年在材料科學(xué)領(lǐng)域有人把信息材料單獨(dú)作為一個(gè)材料分支進(jìn)行研究。
    按材料的功能分,信息材料主要有以下幾類。
    (1)信息探測(cè)材料對(duì)電、磁、光、聲、熱轄射、壓力變化或化學(xué)物質(zhì)敏感的材料屬于此類,可用來(lái)制成傳感器,用于各種探測(cè)系統(tǒng),如電磁敏感材料、光敏材料、壓電材料等。這些材料有陶瓷、半導(dǎo)體和有機(jī)高分子化合物等多種。
    (2)信息傳輸材料主要是光導(dǎo)纖維,簡(jiǎn)稱光纖。它重量輕、占空間小、抗電磁干擾、通信保密性強(qiáng),可以制成光纜以取代電纜,是一種很有發(fā)展前途的信息傳輸材料。
    (3)信息儲(chǔ)材料磁存儲(chǔ)材料,主要是金屬磁粉和鋇鐵氧體磁粉,用于計(jì)算機(jī)存儲(chǔ);光存儲(chǔ)材料,有磁光記錄材料、相變光盤材料等,用于外存;鐵電介質(zhì)存儲(chǔ)材料,用于動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器;半導(dǎo)體動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)材料,目前以硅為主,用于內(nèi)存。  、
    (4)信息處理材料是制造信息處理器件(如晶體管和集成電路)的材料。目前使用最多的是硅,砷化鎵也是一種重要的信息處理材料。      UA308H
  

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