陕西科技大学材料物理专业生产实习报告

陕西科技大学材料物理专业生产实习报告。内容包括mlcc,tft-lcd,ntc,ptc,玻璃生产工艺

目录

一、实习目的 1

二、实习内容 1

1、实习单位 1

2、实习安排 5

3、实习过程 6

A、电子瓷料车间 6

B、半导体电容器车间 7

C、NTC热敏电阻车间 11

D、PTC热敏电阻车间 13

E、有机电容器车间 15

F、玻璃生产车间 17

G、液晶显示模块（LCM）车间 22.

三、实习结果： 30

四、实习总结及体会： 31

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一、实习目的

（一）生产实习是专业课教学的一个重要环节，是理论联系实际的有力手段，

是进行现场教学，补充理论教学的最好场所，每个学生必须高度重视，认真对待。

（二）通过生产实习获得必要的感性认识，扩大知识面，为学习专业打好基础。生产实习中根据工厂实际情况和教学安排，有条件时可参加一些生产和力所能及的调查研究，以培养学生分析问题和解决问题的能力。

（三）通过生产实习，了解工厂生产规模、生产方法、产品品种及应用；了解

生产工艺过程、工艺条件条件、控制因素和产品质量检测方法；了解生产设备的结构性能、工作原理、操作条件及设备的维修、保养及使用注意事项。

（四）实习过程中应结合所学理论知识，分析实习工厂的生产特点及生产中存

在的问题，尽可能提出建议、意见及改进措施。

（五）了解各车间所用设备、生产能力、原料消耗指示及生产中存在的问题；

了解生产中曾出现过的故障及其原因，采用的措施及今后的打算。了解生产中所用的控制仪表、操作规程及生产技术管理情况、工厂的生产经验、合理化建议及技术改造概况、生产实习效果和存在的问题。

二、实习内容

1、实习单位

实习单位:

成都宏明电子科大新材料有限公司

参观单位:

成都天马微电子有限公司

（1）成都宏明电子科大新材料有限公司简介 成都宏明电子科大新材料有限公司是由我国著名的电子元件骨干企业--成都宏

明电子股份有限公司（国营第七一五厂）与我国著名的重点高校--成都电子科技大学共同出资兴建的高新技术企业。

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公司依托成都宏明电子股份有限公司强大的综合实力和电子科技大学的

专利技术，建有我国最大的电子功能陶瓷生产基地和科研开发中心及西部最大的新型电子元件生产基地，是国家“863”计划电子瓷料的研究开发中心及国家“火炬”计划的课题研究和项目实施企业，

是信息产业部军用独石电容器生产基地。2001年公司又被认定为“四川省高新技术企业”和被成都市经贸委授予“成长型科技型企业”。公司主要从事各种电子功能陶瓷材料、高可靠、多层片式陶瓷电容器，半导体陶瓷电容器等产品的研究、开发、生产和经营，公司产品行销国内外，广泛应用于航空、军事等尖端技术装备领域和投资、消费类电子仪器、整机中。

以下为该公司的一些产品：

高温多层瓷介片式电容器 CS52穿心电容器 高温多层瓷介引线电容器

（2）成都天马微电子有限公司简介

成都天马微电子有限公司由天马微电子股份有限公司（深交所A股上市公司）、成都工业投资集团有限公司、成都高新投资集团有限公司共同出资设立，于2008年9月注册成立，注册资本12亿元人民币，经营范围为设计、制造、销售显示器及相关材料、设备、产品并提供技术开发、技术咨询、技术服务、技术转让；货物进出口、技术进出口。 公司计划投资30亿元人民币，在成都高新西区光电显示产业园规划建设第4.5代TFT-LCD薄膜晶体管显示器件生产线项目（下称「本项目」），公司将通过自身能力自主掌握TFT-LCD设计与制造等关键技术，形成自主知识产权和自主创新技术能力，并促进国家大中小尺寸平板显示完整产业链形成，为国家信息产业发展和地区经济增长作出重要贡献；本项目总占地面积约30万平方米，分期实施，首期规划新建一条设计产能为月加工730㎜×

920

㎜玻璃基板3.0万张生产线，产品目标市场定位于10.4英寸以下全球中小尺寸显示市场，其液晶显示屏及模块产品主要应用于移动终端、车载显示、娱乐显示、工业仪表等；本项目生产线设备主要从日本、韩国、美国等引进，按基板加工能力每月3万张的规模配置，同时规划建设相应的生产厂房、配套设施和动力辅助设施；计划2010年第1季度进行试生产。

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成都天马主要从事液晶显示器及相关材料、设备、产品的设计、制造与销售等。下面是天马公司的一些图片

TFT—

LCD

TFT—LCD产品

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生产线机器人在工作

无尘生产线工人在巡视

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生产线一角

2、实习安排：

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3、实习过程

A、电子瓷料车间

第一天我们参观电子瓷料的生产车间，在该车间我们全面了解电子材料制备原

料的生产工艺过程，包括原料选用、配合料制备、该车间规模较大，设备非常先进，且每一环节有多套设备，我们在瓷料车间，对球磨机、浆池、柱塞泵、压滤机、真空练泥机等有了更深刻的认识与理解；知道了一些重要的设备如：喷雾干燥塔、煅烧炉等。

电子瓷料车间，凭借自身雄厚的电子瓷料研制开发实力和50多年专业的电子瓷

料生产经验，主要研发生产成系列的圆片电容器瓷料，多层陶瓷电容器瓷料及其他基板用超低温烧结瓷料等。

在该厂的主要电子瓷料是钛酸钡。钛酸钡（BaTiO3）以其优异的铁电、介电、

压电与热释电等性能被广泛应用于制备热敏电阻（PTC）、叠层电容（MLCC）以及电光器件DRAM等电子陶瓷元器件等钛酸钡是一致性熔融化合物，其熔点为1618℃。在此温度以下，1460℃以上结晶出 BaTiO3晶体结构来的钛酸钡属于非铁电的六方晶系6/mmm点群。此时，六方晶系是稳定的。在1460~130℃之间钛酸钡转变为立方钙钛矿型结构。在此结构中Ti4+(钛离子)居于O2-(氧离子)构成的氧八面体中央，Ba2+(钡离子)则处于八个氧八面体围成的空隙中（见右图）。此时的钛酸钡晶体结构对称性极高，因此无偶极矩产生，晶体无铁电性，也无压电性。随着温度下降，晶体的对称性下降。当温度下降到130℃时，钛酸钡发生顺电-铁电相变。在130~5℃的温区内，钛酸钡为四方晶系4mm点群，具有显著地铁电性，其自发极化强度沿c轴方向，即[001]方向。钛酸钡从立方晶系转变为四方晶系时，结构变化较小。从晶胞来看，只是晶胞沿原立方晶系的一轴（c轴）拉长，而沿另两轴缩短。当温度下降到5℃以下，在5~-90℃温区内，钛酸钡晶体转变成正交晶系mm2点群，此时晶体仍具有铁电性，其自发极化强度沿原立方晶胞的面对角线[011]方向。为了方便起见，通常采用单斜晶系的参数来描述正交晶系的单胞。这样处理的好处是使我们很容易地从单胞中看出自发极化的情况。钛酸钡从四方晶系转变为正交晶系，其结构变化也不大。从晶胞来看，相当于原立方晶系的一根面对角线伸长了，另一根面。

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对角线缩短了，c轴不变。当温度继续下降到-90℃以下时，晶体由正交晶系转变为三斜晶系3m点群，此时晶体仍具有铁电性，其自发极化强度方向与原立方晶胞的体对角线[111]方向平行。钛酸钡从正交晶系转变成三斜晶系，其结构变化也不大。从

晶胞来看，相当于原立方晶胞的一根体对角线伸长了，另一根体对角线缩短了。 综上所述，在整个温区(＜1618℃)，钛酸钡共有五种晶体结构，即六方、立方、四方、单斜、三斜，随着温度的降低，晶体的对称性越来越低。在130℃（即居里点）以上，钛酸钡晶体呈现顺电性，在130℃以下呈现铁电性。

钛酸钡是一种典型的铁电体，所以提到钛酸钡，就一定要提到它的自发极化。

一般来讲，电介质的电极化过程（方式）有三种，即电子位移极化、离子位移极化和固有电矩转向极化。对于钛酸钡而言，经过物理学家的严格推算，钛酸钡的自发极化的贡献主要来自于Ti4+的离子位移极化和氧八面体其中一个O2-的电子位移极化。

制备钛酸钡时，是将BaCO3 和TiO2 按1∶1 的摩尔比混合研磨后,在一定压力

下成型,再在电炉中煅烧,煅烧温度最高为1 250 ℃,然后冷却、磨碎,即得BaTiO3 粉体。

在钛酸钡的制备过程中，我们更进一步了解了喷雾造粒，球磨等工艺。

喷雾造粒是指在磨细的粉料中加入一定量的粘合剂，均匀调和后使之形成颗粒

状粉体，这种粉料具有较好的流动性与压延性，以便在压片工序中可以得到具有较好强度、不易分层开裂的片子。在工业化生产中采用喷雾干燥法造粒，其基本原理是把带有粘合剂的粉料，用喷雾器喷入造粒塔中进行雾化，塔中的雾滴被塔中热气流干燥成颗粒状粉体，然后从干燥塔底部卸出。球磨又称球磨机。磨碎或研磨的一种常用设备。 利用下落的研磨体（如钢球、鹅卵石等）的冲击作用以及研磨体与球磨内壁的研磨作用而将物料粉碎并混合。

B、半导体电容器车间

第二天我们去半导体电容器的生产车间，在这个车间我们了解了半导体电容器

的生产工艺，包括设备，窑炉、原料处理等。随着电子产业及高科技的发展，为半导体电容器提供了广阔的市场。该产品为器件小型化起了很大的作用。该产品将半导体与介电体结合起来，使我们对功能复合材料的理解进一步，可以说是功能复合材料课程很好的一个实例。该产品巧妙地设计了材料微观结构，使其在宏观上表现

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出了一种特殊的现象即成千成万的超薄电容器在结构上实现了串并联结构，无论从性能还是从结构都对产品有了一个很大的提高，是实现产品小型化重要的一步。由于该产品的特点，使我们进一步认识到材料结构性能间的关系，为专业课程的学习提供了很好的实践教学。

电容器通常简称其为电容，用字母C表示。定义1：电容器，顾名思义，是 装电的容器 ，是一种容纳电荷的器件。英文名称：capacitor。电容是电子设备中大量使用的电子元件之一，广泛应用于隔直，耦合，旁路，滤波，调谐回路， 能量转换，控制电路等方面。定义2：电容器，任何两个彼此绝缘且相隔很近的导体（包括导线）间都构成一个电容器。

电容器的分类有：

1、按照结构分三大类：固定电容器、可变电容器和微调电容器。

2、按电解质分类：有机介质电容器、无机介质电容器、电解电容器和空气介质电容器等。

3、按用途分有：高频旁路、低频旁路、滤波、调谐、高频耦合、低频耦合、小型电容器。

4、按制造材料的不同可以分为：瓷介电容、涤纶电容、电解电容、钽电容，还有先进的聚丙烯电容等等

5、高频旁路：陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、涤纶电容器、玻璃釉电容器。

6、低频旁路：纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、涤纶电容器。

7、滤波：铝电解电容器、纸介电容器、复合纸介电容器、液体钽电容器。

8、调谐：陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、聚苯乙烯电容器。

9、低耦合：纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、涤纶电容器、固体钽电容器。

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10、小型电容：金属化纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、聚苯乙烯电容器、固体钽电容器、玻璃釉电容器、金属化涤纶电容器、聚丙烯电容器、云母电容器。

瓷介电容器又称陶瓷电容器，它以陶瓷为介质，涂敷金属薄膜(一般为银)经高温烧结而形成电极，再在电极上焊上引出线，外表涂以保护磁漆，或用环氧树脂及酚醛树脂包封，即成为瓷介电容器。

瓷介电容器常用的陶瓷介质材料有以下三类：

Ⅰ型电容器陶瓷：它的介电常数一般小于100，电气性能稳定，基本上不随温度、电压、时间的改变而变化，属超稳定、低损耗的电容器介质材料，常用于对稳定性、可靠性要求较高的高频、超高频、甚高频的场合。

Ⅱ型电容器陶瓷：它的介电常数一般大于1000，电气性能较稳定，适用于隔直、耦合、旁路和滤波电路及对可靠性要求较高的中、低频场合。

Ⅲ型电容器陶瓷：它具有很高的介电常数，广泛应用于对容量稳定性和损耗要求不高的场合。

瓷介电容器具有以下特点：

①由于电容器的介质材料为陶瓷，所以耐热性能良好，不容易老化。

②瓷介电容器能耐酸碱及盐类的腐蚀，抗腐蚀性好。

③低频陶瓷材料的介电常数大，因而低频瓷介电容器的体积小、容量大。

④绝缘性能好，可制成高压电容器。

⑤高频陶瓷材料的损耗角正切值与频率的关系很小，因而在高频电路可选用高频瓷介电容器。

⑥价格便宜，原材料丰富，适宜大批量生产。

⑦瓷介电容器的电容量较小，机械强度较低。

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瓷介电容器的品种很多，按介质材料可分为高介电常数电容器和低介电常数电容器；按工作频率可分为高频瓷介电容器和低频瓷介电容器；按工作电压又可分为高压瓷介电容器和低压瓷介电容器。瓷介电容器的外形结构也是多种多样的，常见的有圆片形、管形、穿心式、筒形以及叠片式等。

在该厂生产的主要是片式电容器。所谓片式多层瓷介电容器(MLCC)---简称片式电容器,是由印好电极（内电极）的陶瓷介质膜片以错位的方式叠合起来，经过一次性高温烧结形成陶瓷芯片，再在芯片的两端封上金属层（外电极），

从而形成一个类似独石的结构体，故也叫独石电容器。 如图（1

）所示

图（1） 片式电容器除有电容器 “隔直通交”的通性特点外，其还有体积小，比容大，寿命长，可靠性高，适合表面安装等特点。 随着世界电子行业的飞速发展，作为电子行业的基础元件，片式电容器也以惊人的速度向前发展， 每年以10%～15%的速度递增。目前，世界片式电容的需求量在 2000亿支以上，70%出自日本，其次是欧美和东南亚（含中国）。随着片容产品可靠性和集成度的提高，其使用的范围越来越广， 广泛地应用于各种军民用电子整机和电子设备。如电脑、电话、程控交换机、精密的测试仪器、雷达通信等。

由图（1）可知，片式多层陶瓷电容器是一个多层叠合的结构，其实质是由多个简单平行板电容器的并联体。因此，该电容器的电容量计算公式为

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C=NKA／t

式中，C为电容量；N为电极层数；K为介电常数(俗称K值)；A为相对电极覆盖面积；t为电极间距(介质厚度)。

独石电容的整个生产工艺过程是一个十分复杂的过程， 其对生产环境，生产设备的精度，原材料的选取都有十分苛刻的要求，其生产工艺过程如下： 生产工艺流程：

C、NTC

热敏电阻车间

NTC是Negative Temperature Coefficient 的缩写，意思是负的温度系数，泛指负温度系数很大的半导体材料或元器件，所谓NTC

热敏电阻器就是负温度系数热

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敏电阻器。它是以锰、钴、镍和铜等金属氧化物为主要材料， 采用陶瓷工艺制造而成的。这些金属氧化物材料都具有半导体性质，因为在导电方式上完全类似锗、硅等半导体材料。温度低时，这些氧化物材料的载流子（电子和孔穴）数目少，所以

其电阻值较高；随着温度的升高，载流子数目增加，所以电阻值降低。NTC

热敏电阻器在室温下的变化范围在100~1000000欧姆，温度系数-2%~-6.5%。NTC热敏电阻器可广泛应用于温度测量、温度补偿、抑制浪涌电流等场合。

NTC（Negative Temperature Coefficient）是指随温度上升电阻呈指数关系减小、具有负温度系数的热敏电阻现象和材料．该材料是利用锰、铜、硅、钴、铁、镍、锌等两种或两种以上的金属氧化物进行充分混合、成型、烧结等工艺而成的半导体陶瓷，可制成具有负温度系数（NTC）的热敏电阻．其电阻率和材料常数随材料成分比例、烧结气氛、烧结温度和结构状态不同而变化．现在还出现了以碳化硅、硒化锡、氮化钽等为代表的非氧化物系NTC热敏电阻材料．

ntc 热敏电阻特性曲线

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环氧树脂封装系列NTC热敏电阻

玻璃封装系列NTC热敏电阻

片式NTC热敏电阻

D、PTC热敏电阻车间

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PTC是Polymeric Positive Temperature Coefficient的缩写，为正温度系数热敏材料 ,它具有电阻率随温度升高而增大的特性.PTC器件即高分子聚合物正温度系数器件，该器件能在电流浪涌过大、温度过高时对电路起保护作用。

使用时，将其串接在电路中，在正常情况下，其阻值很小，损耗也很小，不影响电路正常工作；但若有过流（如短路）发生，其温度升高，它的阻值随之急剧升高，达到限制电流的作用，避免损坏电路中的元器件。当故障排除后，PTC器件的温度自动下降，又恢复到低阻状态，因此PTC器件又称为可复性保险丝。

PTC的工作特点是常温下阻抗特别低、体积小，可广泛应用于各种电路和电器的过流保护，并可分线安装，最大限度地保护每一条线路的安全使用，弥补了过去集中保护电路的缺陷，与传统使用的保险丝、陶瓷PTC材料、金属片等过流保护器件相比，该器件特点如下：

1、对过载电流反应迅速，性能稳定可靠；

2、耐冲击力强，使用寿命长；

3、可自动恢复；

4、最大工作电流可达数十安培；

5、体积小，可根据客户需要，加工生产各种不同形状、规格的产品；

6、使用广泛，可用于微电机、机动车电路、音响设备、通讯设备、仪器仪表、电池组件、工业控制系统、计算机外围设备等。

PTC热敏电阻特性曲线

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未包封PTC热敏电阻 树脂包封PTC热敏电阻

E、有机电容器车间 有机介质电容器是用电容器纸或合成有机薄膜为介质材料制成的电容器。这类电容器多是卷绕式结构，其电极有金属箔电极和金属化电极两种。

有机介质电容器的主要特点是：由于膜的厚度可以做得很薄，易于卷绕，所以这种电容器的电容量和工作电压范围很宽。有机介质材料大多是合成的高分子聚合物，原料丰富，品种繁多，有利于有机介质电容器的发展。与无机介质电容器比较，其主要弱点是：有机介质易于老化，电容器的性能会逐渐降低；有机介质的热膨胀系数较大，电容器的稳定性较差；有机介质的耐热性差，电容器的工作温度上限受到限制。

我们所看到的和所了解的就是该厂生产的薄膜电容器。薄膜电容（Film

Capacitor）器又称塑料薄膜电容（Plastic Film Capacitor）。其以塑料薄膜为电介质。

薄膜电容器由于具有很多优良的特性，因此是一种性能优秀的电容器。它的主要等性如下：无极性，绝缘阻抗很高，频率特性优异(频率响应宽广)，而且介质损失很小。基于以上的优点，所以薄膜电容器被大量使用在模拟电路上。尤其是在信号交连的部份，必须使用频率特性良好，介质损失极低的电容器，方能确保信号在传送时，不致有太大的失真情形发生。

其结构和纸介电容相同，介质是涤纶或者聚苯乙烯等。涤纶薄膜电容，介电常数较高，体积小，容量大，稳定性比较好，适宜做旁路电容。聚苯乙烯薄膜电容，介质损耗小，绝缘电阻高，但是温度系数大，可用于高频电路。

在所有的塑料薄膜电容当中，聚丙烯(PP)电容和聚苯乙烯(PS)电容的特性最为显著，当然这两种电容器的价格也比较高。然而近年来音响器材为了提升声音的品质，所采用的零件材料已愈来愈高级，价格并非最重要的考量因素，所