文档介绍：电子材料
微电子与固体电子学院
李言荣
7/16/2017
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前言
电子材料是当前材料科学的一个重要方面,品种多、用途广、涉及面宽。是制作电子元器件和集成电路的基础,是获得高性能高可靠先进电子元器件和系统的保证。同时还广泛应用于印制电路板和微线板、封装用材料、元器件和整机、电信电缆和光纤、各种显示器及显示板,以及各种控制和显示仪表等等。
分类与特点
应用与发展动态
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电子材料的分类与特点
在国民经济中的地位
电子材料的分类
电子材料对环境的要求
电子材料与元器件
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在国民经济中的地位
电子材料是指与电子工业有关的、在电子学与微电子学中使用物材料,是制作电子元器件和集成电路的物质基础。材料、能源和信息技术是当前国际公认的新科技革命的三大支柱。电子材料处于材料科学与工程的最前沿。电子材料的优劣直接影响电子产品的质量,与电子工业的经济效益有密切关系。一个国家的电子材料的品种数量和质量,成了一个衡量该国科学技术、国民经济水平和军事国防力量的主要标志。
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电子材料的分类
按用途分:结构电子材料和功能电子材料。
结构电子材料是指能承受一定压力和重力,并能保持尺寸和大部分力学性质(强度、硬度及韧性等)稳定的一类材料;
结构电子材料是指除强度性能外,还有特殊性能,或能实现光、电、磁、热、力等不同形式的交互作用和转换的非结构材料;
按组成(化学作用)分:无机电子材料和有机电子材料
无机电子材料以可分为金属材料(以金属键结合)和非金属材料(以离子键和共价键结合);
有机电子材料主要是指高分子材料(以共价键和分子键结合);
按材料的物理性质和应用领域分:
按材料的物理性质分:导电材料、超导材料、半导体材料、绝缘材料、压电铁电材料、磁性材料、光电材料和敏感材料等。
按应用领域分:微电子材料、电器材料、电容器材料、磁性材料光电子材料、压电材料、电声材料等;
传统电子材料与先进电子材料
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电子材料对环境的要求
电子材料在做成元器件和集成电路之后,还应具备一致性和稳定性,能够承受各种恶劣的环境。主要表现在以下几方面:
温度
压力
湿度
环境中的化学颗粒及尘埃
霉菌和昆虫
辐射
机械因素
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电子材料的应用与发展动态
为适应电子整机和设备小型化、轻量化、薄型化、数字化、多功能,现在社会要求电子元器件的开发生产必须向小型化、高集成化、片式化发展;电子材料今后将尽可能长适应电子元器件的这些要求。
电子材料的要求和选用原则
纳米电子材料、复合材料等新型电子材料
电子材料的发展动态
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现代社会对电子材料的要求
结构与功能相结合
智能材料
减少污染
节省能源
长寿命与可控寿命
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电子材料的选用原则
根据元器件性能参数
根据元器件结构特点
根据元器件工艺特点
按经济原则
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纳米电子材料
纳米材料的特征
定义:纳米材料是三维空间尺寸中至少有一维处于纳米量级(1-100nm)的尺度范围内或由此作为基本单元构成的材料。包括:纳米微粒、纳米结构、纳米复合材料;
纳米效应:表面效应(界面和表面的悬键)、量子尺寸效应、体积效应、宏观量子隧道效应、界面相关效应。
物质尺度到了纳米级后,由于表面电子能级(费米面)的变化(Kubo效应)导致了纳米材料具有许多奇特的性能,从而使其具备奇异性和反常性,能使多种多样的材料改性,用途极为广泛。上述五种效应是纳米材料的基本特性,它使纳米粒子和纳米固体呈现许多奇异的物理性质、化学性质;
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