Aplicación y mercado del polvo de silicona

El micropolvo de silicio es un tipo de polvo de sílice no tóxico, inodoro y no contaminante procesado por molienda, clasificación de precisión, eliminación de impurezas, esferoidización a alta temperatura y otros procesos como materias primas de cuarzo cristalino, cuarzo fundido, etc. Es un inorgánico material no metálico con excelentes propiedades como alta resistencia al calor, alto aislamiento, bajo coeficiente de expansión lineal y buena conductividad térmica.

Clasificación y variedades de polvo de sílice.

Pureza (%) por uso yw (SiO₂ ): polvo de silicio ordinario (> 99%), polvo de silicio de grado eléctrico (> 99,6%), polvo de silicio de grado electrónico (> 99,7%), polvo de silicio de grado semiconductor ( > 99,9%) etc.

Según composición química: polvo de silicio SiO₂ puro, polvo de silicio compuesto con SiO₂ como componente principal, etc.

Según la forma de la partícula: polvo de silicio angular, polvo de silicio esférico, etc.

Además, existen clasificaciones basadas en tamaño de partícula, actividad superficial, etc.

• Polvo de silicona angular

Según los tipos de materias primas, se puede subdividir en polvo de silicio cristalino y polvo de silicio fundido.

El polvo de silicio cristalino es un material en polvo de sílice hecho de bloques de cuarzo, arena de cuarzo, etc., que se procesa mediante molienda, clasificación de precisión y eliminación de impurezas. Mejora el coeficiente de expansión lineal y las propiedades eléctricas de los laminados revestidos de cobre y las resinas epoxi. El rendimiento de los materiales de embalaje y otros productos.

El polvo de sílice fundida está hecho de sílice fundida, vidrio, etc., como materia prima, y ​​se fabrica mediante procesos de molienda, clasificación de precisión y eliminación de impurezas, y su rendimiento mejora considerablemente en comparación con el polvo de sílice cristalina.

• Polvo de sílice esférico

Utilizando micropolvo de silicio angular seleccionado como materia prima, se procesa en material de polvo de sílice esférico mediante el método de llama y otros procesos. Tiene excelentes características como buena fluidez, bajo estrés, pequeña área de superficie específica y alta densidad aparente.

En comparación con el polvo de silicio esférico, el proceso de producción del polvo de silicio angular es relativamente simple y el campo de aplicación es relativamente bajo, por lo que el valor es relativamente bajo; Si bien el polvo de silicio esférico tiene una mejor fluidez, se puede utilizar como relleno para obtener una mayor velocidad de llenado y uniformidad, y el precio es relativamente alto, por lo que el precio es de 3 a 5 veces el del polvo de silicio angular.

El polvo de silicio esférico se clasifica según su tamaño de partícula y se puede dividir en tres tipos: polvo de silicio esférico de micrones (1-100 μm), polvo de silicio esférico submicrónico (0,1-1,0 μm) y polvo de silicio nanoesférico (1-100 nm).

Con el rápido desarrollo de la industria de la información electrónica global y la mejora continua de 4G, 5G y otras tecnologías, se han propuesto requisitos técnicos más altos para la ligereza, delgadez y brevedad de los productos electrónicos, el rendimiento de empaquetado del chip y la placa portadora. para llevar el chip. El micropolvo de silicio esférico también avanza hacia el desarrollo en la dirección de un tamaño de partícula pequeño y un rendimiento excelente. El polvo de sílice esférico submicrónico tiene las ventajas de un tamaño de partícula pequeño, una distribución adecuada del tamaño de partícula, alta pureza, superficie lisa y sin aglomeración entre partículas, lo que puede compensar las deficiencias del polvo de sílice esférico de micrones.

Métodos de preparación de polvo de silicio esférico submicrónico: método de fase gaseosa, método de síntesis química, método de llama, método de combustión autopropagable a baja temperatura, método VMC … …

Método en fase gaseosa: El producto preparado tiene un alto contenido de impurezas como HCI y un pH bajo. No se puede utilizar como material principal en productos electrónicos. Solo se puede agregar en una pequeña cantidad para ajustar la viscosidad y aumentar la resistencia. Además, las materias primas son caras, los requisitos de equipo son altos y la tecnología es relativamente alta. complejo.

Síntesis química: El polvo de silicio esférico submicrónico preparado suele ser de baja densidad y, a menudo, contiene más poros, lo que da como resultado una gran superficie específica. Al mismo tiempo, el proceso de producción no es ecológico.

Método de llama: Las materias primas utilizadas son orgánicos de origen de silicio. Los requisitos de diseño de seguridad del sistema de alimentación son más estrictos y el precio de las materias primas es más alto, lo que a menudo resulta en mayores costos de producción.

Método de combustión autopropagable a baja temperatura: aún no se ha logrado la producción industrial a gran escala, y si se puede industrializar requiere una mayor verificación.

Método VMC: El polvo de sílice esférico submicrónico preparado a partir de silicio metálico tiene las características de superficie lisa y alto contenido amorfo. Sin embargo, el silicio metálico de materia prima que se utiliza es propenso a la deflagración por polvo y existe un mayor riesgo de seguridad en el proceso de producción.

Descripción general de la aplicación y el mercado del polvo de silicona

Como relleno funcional, los productos en polvo de sílice tienen propiedades físicas y químicas únicas, como alta resistencia al calor, alto aislamiento, bajo coeficiente de expansión lineal y buena conductividad térmica. Pueden ser ampliamente utilizados en laminados revestidos de cobre, materiales de embalaje de plástico epoxi, materiales de aislamiento eléctrico, adhesivos, cerámicas, revestimientos, productos químicos finos, materiales de construcción avanzados y otros campos han penetrado profundamente en la electrónica de consumo, electrodomésticos, comunicaciones móviles, industria automotriz, industria aeroespacial, de defensa y militar, energía eólica y otras industrias. Las buenas perspectivas de desarrollo de la industria de aplicaciones posteriores proporcionan una buena garantía para el espacio de crecimiento del mercado de la industria del polvo de silicio.

• Laminado revestido de cobre

El laminado revestido de cobre es un material básico electrónico que se fabrica impregnando tela de fibra de vidrio u otros materiales de refuerzo con una matriz de resina, uno o ambos lados con lámina de cobre y prensado en caliente. Se requieren rellenos entre el material base y los materiales de refuerzo. Para mejorar la resistencia al calor y la confiabilidad de la placa de circuito impreso (placa PCB).

El micropolvo de silicio tiene un rendimiento excelente para reducir el coeficiente de expansión lineal, reducir las propiedades dieléctricas, mejorar la conductividad térmica y un alto aislamiento. La adición de micropolvo de silicio puede mejorar las propiedades físicas de las placas de circuito impreso, como el coeficiente de expansión lineal y la conductividad térmica, mejorando así eficazmente el rendimiento de los productos electrónicos. Fiabilidad y disipación de calor; y debido a que el polvo de silicio tiene buenas propiedades dieléctricas, puede mejorar la calidad de la transmisión de la señal.

En la actualidad, la proporción de llenado de resina en la práctica industrial es de aproximadamente el 50%, y la proporción de llenado de polvo de silicio en la resina es generalmente del 30%, es decir, la proporción de peso de polvo de silicio en el laminado revestido de cobre puede alcanzar el 15%.

El laminado revestido de cobre es un material electrónico básico, y la PCB es el soporte clave para los componentes y dispositivos de circuitos en productos electrónicos, y es la principal industria secundaria del laminado revestido de cobre. En la actualidad, el valor de producción de PCB en Asia ha representado más del 90% del total mundial, y el valor de producción de PCB de China ha representado más del 50%.

• Compuesto de moldeado epoxi

El compuesto de moldeo epoxi es un material clave que se utiliza para encapsular chips en productos electrónicos. La proporción de llenado de micropolvo de silicio en el compuesto de moldeo epoxi está entre el 70% y el 90%. Tomando la proporción de llenado promedio del 80% para el cálculo, la capacidad de mercado del micropolvo de silicio en la industria nacional de compuestos de moldeo epoxi es de 80,000 toneladas.

Los circuitos integrados de alto rendimiento tienen altos requisitos de materiales y la tasa de penetración del polvo de silicio de alta gama sigue aumentando. Los circuitos integrados de escala ultragrande y ultragrande representados por chips de alta gama tienen requisitos extremadamente altos para los materiales de envasado, que no solo requieren el uso de rellenos ultrafinos en los materiales de envasado, sino que también requieren alta pureza y bajo elemento radiactivo. contenido. Los micropolvos de silicio angular tradicionales han resultado difíciles de cumplir con los requisitos. . El polvo de silicio esférico, especialmente los productos submicrónicos, tiene excelentes propiedades como alta resistencia al calor, alta resistencia a la humedad, alta tasa de llenado, baja expansión, bajo estrés, baja impureza y bajo coeficiente de fricción, lo que lo hace indispensable en ultragran escala y materiales de embalaje de circuitos integrados a gran escala. Faltan materiales de relleno funcionales. Por lo tanto, el diseño, la fabricación, el empaquetado y las pruebas de semiconductores domésticos y otros enlaces continúan siendo reemplazados por la localización, y la demanda de polvo de silicio de alta gama también ha crecido rápidamente.

• Las demandas de cerámicas alveolares, revestimientos y materiales de construcción de alta gama están vigentes.

Las principales materias primas de los productos cerámicos alveolares son el talco, polvo de microsílice, alúmina, caolín, celulosa, etc., y el polvo de microsílice para recubrimientos también ha aumentado objetivamente. El polvo de sílice tiene una estructura similar al dióxido de titanio, tiene un excelente rendimiento y bajo costo, y puede reemplazar eficazmente al dióxido de titanio.

Beneficiándose de la implementación de estándares nacionales de protección ambiental, industrias como los adhesivos ecológicos y los paneles de cuarzo artificial han obtenido mejores oportunidades de desarrollo. Se han obtenido rápidamente adhesivos especiales utilizados en puentes y edificios de gran altura, embalajes de bobinas de encendido de automóviles, turbinas eólicas y otros campos. Con el desarrollo, la industria de tableros de cuarzo artificial de alta gama también ha mejorado. Además, con la promoción de la economía circular del país y la mejora de la industria de protección ambiental verde, se espera que el mármol artificial continúe reemplazando las baldosas cerámicas tradicionales y las piedras naturales y se convierta en un nuevo tipo de materiales de construcción avanzados y respetuosos con el medio ambiente. Se prevé que en 2025, la demanda de polvo de silicio en el campo de los materiales de construcción avanzados puede aumentar en un 358%.

Fuente del artículo: China Powder Network