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电子材料的分类

发布时间:2011/8/22 15:30:44 访问次数:9794

    电子材料是材料领域中一个庞大的家族,门类繁多,品种复杂,在分类上至今尚没有一种可以囊括全部电子材料的方法。不同学科、不同领域和应用范围都有一套自己的分类理念和方法。
    1.材料学科对电子材料的分类
    学术研究领域注重的是电子材料的物理化学特性及其在电子元器件中的作用,按材料的化学组成、物质状态、物理性能、功能原理、用途及发展,可将电子材料分为以下几类。
    (1)按化学组成分:金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料等。
    (2)按物质状态分:单晶材料、多晶材料、非晶夺材料和复合材料等。
    (3)按物理性能分:绝缘材料、导电材料、超导材料、磁性材料、高温材料、高强材料等。
    (4)按功能原理分:铁电材料、压电材料、热电材料、光电材料、激光材料、电光材料、声光材料、磁光材料等。
    (5)按用途分:导电材料(包括超导材料)、半导体材料、压电材料、磁性材料、结构材料、绝缘介质材料、电真空材料、光电材料、胶黏材料及超纯材料等。
    (6)按发展分:传统电子材料与新型电子材料(分子、超导、纳米、功能陶瓷等)。

    2.电子制造I程领域对电子材料的分类
    电子制造工程领域更关注材料的应用特性与工艺作用。从电子材料在电子产品制造中的作用机制出发,可以把电子材料分为功能材料、结构材料和工艺材料三大类’如图4.2.1所示。

          

    在这三大类电子材料中,功能材料是构成各种电子元器件的基本材料,无疑是最重要的一类,也是备受学术界关注的电子材料。功能材料的定义为:具有确定的电学、磁学、光学、声学、力学、化学和生物功能及其互相转化的功能,用来构成各种相应功能电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、化学和生物特性及其环境变化、时城稳定性等特性。

    结构材料的定义是:用于构成电子元器件、零部件与整机以及系统机械或结构件的材料。结构材料是以材料的强度、刚度、韧性等机械力学性能为基础,用于制造以受力为主的构件。从材料原理而言,结构材料不如功能材料那样起大脑和神经的关键作用;但从构成整个电子系统而言,如同人体一样,骨骼和肌肉的作用对于一个完整的肌体,同样是不可或缺的部分。
    工艺材料则属于电子制造领域的一类材料,在普通电子材料中是找不到的。顾名思义,工艺材料是产品制造工艺中为实现一定工艺目标而使用的一类材料,它既不是实现电子元器件或整机功能必需的功能材料,也不是构成它们必不可少的结构材料,仅是为了实
现一种工艺过程而介入的材料。例如,为了实现清洁而使用的清洗剂,为了实现连接而使用的焊料、焊剂,等等。显然,这类学术界不列入“电子材料”的“电子工艺材料”,对于制造工艺技术的重要性是毋庸置疑的。

    3.电子制造行业对电子材料的分类
    由于电子材料门类繁多,新材料、新技术不断涌现,特别是近年电子信息产业迅猛发展,绿色环保理念深入电子行业各个方面,为了适应新的变化,电子材料分类也出现一些新的理念。
    1)集成咆路与电子元器件制造材料
    (1)导电材料金属导电材料,电极和电刷材料,厚膜导电材料,薄膜导电材料,复合导电材料,导电聚合物。
    (2)电阻材料金属电阻材料,薄膜电阻材料,厚膜电阻材料。
    (3)超导材料低温超导材料,高温超导材料。
    (4)半导体材料锗、硅半导体材料,Ⅲ/Ⅴ族化合物半导体,Ⅱ/Ⅵ族化合物半导体和其他化合物半导体等。
    (5)电介质材料  电容器介质材料,铁电材料,压电材料与热释电材料,微波陶瓷介质材料,玻璃电介质材料,有机电介质材料。
    (6)光电子材料固体激光材料,半导体发光材料,光导纤维材料,透明导电薄膜材料,其他光电材料。
    (7)磁性材料软磁材料,永磁材料,旋磁材料,压磁材料,磁光材料,其他新型磁性材料。
    (8)敏感电子材料力敏材料,热(温)敏材料,磁敏材料,湿敏材料和气敏材料,离子敏材料,电压敏感电阻器材料,有机敏感电子材料。

    2)信息材料
    信息材料属于功能材料,是为实现信息探测、传输、存储、显示和处理等功能使用的材料。由于电子信息技术在科技发展中的重要性,近年在材料科学领域有人把信息材料单独作为一个材料分支进行研究。
    按材料的功能分,信息材料主要有以下几类。
    (1)信息探测材料对电、磁、光、声、热辖射、压力变化或化学物质敏感的材料属于此类,可用来制成传感器,用于各种探测系统,如电磁敏感材料、光敏材料、压电材料等。这些材料有陶瓷、半导体和有机高分子化合物等多种。
    (2)信息传输材料主要是光导纤维,简称光纤。它重量轻、占空间小、抗电磁干扰、通信保密性强,可以制成光缆以取代电缆,是一种很有发展前途的信息传输材料。
    (3)信息储材料磁存储材料,主要是金属磁粉和钡铁氧体磁粉,用于计算机存储;光存储材料,有磁光记录材料、相变光盘材料等,用于外存;铁电介质存储材料,用于动态随机存取存储器;半导体动态存储材料,目前以硅为主,用于内存。  、
    (4)信息处理材料是制造信息处理器件(如晶体管和集成电路)的材料。目前使用最多的是硅,砷化镓也是一种重要的信息处理材料。      UA308H
  

    电子材料是材料领域中一个庞大的家族,门类繁多,品种复杂,在分类上至今尚没有一种可以囊括全部电子材料的方法。不同学科、不同领域和应用范围都有一套自己的分类理念和方法。
    1.材料学科对电子材料的分类
    学术研究领域注重的是电子材料的物理化学特性及其在电子元器件中的作用,按材料的化学组成、物质状态、物理性能、功能原理、用途及发展,可将电子材料分为以下几类。
    (1)按化学组成分:金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料等。
    (2)按物质状态分:单晶材料、多晶材料、非晶夺材料和复合材料等。
    (3)按物理性能分:绝缘材料、导电材料、超导材料、磁性材料、高温材料、高强材料等。
    (4)按功能原理分:铁电材料、压电材料、热电材料、光电材料、激光材料、电光材料、声光材料、磁光材料等。
    (5)按用途分:导电材料(包括超导材料)、半导体材料、压电材料、磁性材料、结构材料、绝缘介质材料、电真空材料、光电材料、胶黏材料及超纯材料等。
    (6)按发展分:传统电子材料与新型电子材料(分子、超导、纳米、功能陶瓷等)。

    2.电子制造I程领域对电子材料的分类
    电子制造工程领域更关注材料的应用特性与工艺作用。从电子材料在电子产品制造中的作用机制出发,可以把电子材料分为功能材料、结构材料和工艺材料三大类’如图4.2.1所示。

          

    在这三大类电子材料中,功能材料是构成各种电子元器件的基本材料,无疑是最重要的一类,也是备受学术界关注的电子材料。功能材料的定义为:具有确定的电学、磁学、光学、声学、力学、化学和生物功能及其互相转化的功能,用来构成各种相应功能电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、化学和生物特性及其环境变化、时城稳定性等特性。

    结构材料的定义是:用于构成电子元器件、零部件与整机以及系统机械或结构件的材料。结构材料是以材料的强度、刚度、韧性等机械力学性能为基础,用于制造以受力为主的构件。从材料原理而言,结构材料不如功能材料那样起大脑和神经的关键作用;但从构成整个电子系统而言,如同人体一样,骨骼和肌肉的作用对于一个完整的肌体,同样是不可或缺的部分。
    工艺材料则属于电子制造领域的一类材料,在普通电子材料中是找不到的。顾名思义,工艺材料是产品制造工艺中为实现一定工艺目标而使用的一类材料,它既不是实现电子元器件或整机功能必需的功能材料,也不是构成它们必不可少的结构材料,仅是为了实
现一种工艺过程而介入的材料。例如,为了实现清洁而使用的清洗剂,为了实现连接而使用的焊料、焊剂,等等。显然,这类学术界不列入“电子材料”的“电子工艺材料”,对于制造工艺技术的重要性是毋庸置疑的。

    3.电子制造行业对电子材料的分类
    由于电子材料门类繁多,新材料、新技术不断涌现,特别是近年电子信息产业迅猛发展,绿色环保理念深入电子行业各个方面,为了适应新的变化,电子材料分类也出现一些新的理念。
    1)集成咆路与电子元器件制造材料
    (1)导电材料金属导电材料,电极和电刷材料,厚膜导电材料,薄膜导电材料,复合导电材料,导电聚合物。
    (2)电阻材料金属电阻材料,薄膜电阻材料,厚膜电阻材料。
    (3)超导材料低温超导材料,高温超导材料。
    (4)半导体材料锗、硅半导体材料,Ⅲ/Ⅴ族化合物半导体,Ⅱ/Ⅵ族化合物半导体和其他化合物半导体等。
    (5)电介质材料  电容器介质材料,铁电材料,压电材料与热释电材料,微波陶瓷介质材料,玻璃电介质材料,有机电介质材料。
    (6)光电子材料固体激光材料,半导体发光材料,光导纤维材料,透明导电薄膜材料,其他光电材料。
    (7)磁性材料软磁材料,永磁材料,旋磁材料,压磁材料,磁光材料,其他新型磁性材料。
    (8)敏感电子材料力敏材料,热(温)敏材料,磁敏材料,湿敏材料和气敏材料,离子敏材料,电压敏感电阻器材料,有机敏感电子材料。

    2)信息材料
    信息材料属于功能材料,是为实现信息探测、传输、存储、显示和处理等功能使用的材料。由于电子信息技术在科技发展中的重要性,近年在材料科学领域有人把信息材料单独作为一个材料分支进行研究。
    按材料的功能分,信息材料主要有以下几类。
    (1)信息探测材料对电、磁、光、声、热辖射、压力变化或化学物质敏感的材料属于此类,可用来制成传感器,用于各种探测系统,如电磁敏感材料、光敏材料、压电材料等。这些材料有陶瓷、半导体和有机高分子化合物等多种。
    (2)信息传输材料主要是光导纤维,简称光纤。它重量轻、占空间小、抗电磁干扰、通信保密性强,可以制成光缆以取代电缆,是一种很有发展前途的信息传输材料。
    (3)信息储材料磁存储材料,主要是金属磁粉和钡铁氧体磁粉,用于计算机存储;光存储材料,有磁光记录材料、相变光盘材料等,用于外存;铁电介质存储材料,用于动态随机存取存储器;半导体动态存储材料,目前以硅为主,用于内存。  、
    (4)信息处理材料是制造信息处理器件(如晶体管和集成电路)的材料。目前使用最多的是硅,砷化镓也是一种重要的信息处理材料。      UA308H
  

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