Application, technologie de traitement et développement de la poudre de silicium

La poudre de silice est constituée de quartz naturel (SiO₂) ou de quartz fondu (SiO₂ amorphe après fusion à haute température et refroidissement du quartz naturel), qui est broyé, broyé par billes (ou par vibration, broyeur à jet), flottation, purification par décapage, eau de haute pureté traitement, etc. Transformé en micro poudre.

La micropoudre de silicium est un matériau non métallique, inodore, non toxique et non polluant. Il présente les avantages d’une dureté élevée, d’une faible conductivité thermique, d’une résistance à haute température, d’une isolation et de propriétés chimiques stables.

Selon le niveau de poudre de silicium, il peut être divisé en : poudre de silicium ordinaire, poudre de silicium de qualité électrique, poudre de silicium fondu, poudre de silicium ultrafine, poudre de silicium sphérique. Selon le but, il peut être divisé en : poudre de silicone fine pour peinture et revêtement, poudre de silicone fine pour sol époxy, poudre de silicone fine pour caoutchouc, poudre de silicone fine pour mastic, poudre de silicone fine pour plastiques de qualité électronique et électrique, et fine poudre de silicium pour céramique de précision. Selon le processus de production, il peut être divisé en : poudre cristalline, poudre de cristobalite, poudre fondue et diverses poudres actives.

Application de poudre de silicium

Selon ses différents degrés de qualité, la poudre de microsilice peut être utilisée dans les domaines de production du caoutchouc, des plastiques, des peintures avancées, des revêtements, des matériaux réfractaires, de l’isolation électrique, des emballages électroniques, des céramiques de haute qualité, du moulage de précision, etc.

La poudre de silicium ordinaire est principalement utilisée pour la peinture de moulage de résine époxy, le matériau d’enrobage, la couche protectrice de baguette de soudage, le moulage de métal, la céramique, le caoutchouc de silicone, la peinture ordinaire, le revêtement et d’autres charges de l’industrie chimique. La poudre de silicium de qualité électrique est principalement utilisée pour le moulage isolant d’appareils et de composants électriques ordinaires, le moulage isolant d’appareils électriques à haute tension, les matériaux d’injection de processus APG (technologie de moulage automatique de gel sous pression de résine époxy), l’enrobage époxy et les industries de glaçure céramique haut de gamme.

Exigences de distribution de la taille des particules de poudre de silicium de qualité électrique et électronique

La micropoudre de silicium de qualité électronique est principalement utilisée pour les circuits intégrés et les composants électroniques, les matériaux d’emballage en plastique et les matériaux d’emballage, les matériaux de moulage en résine époxy, les matériaux d’enrobage et les peintures de haute qualité, les revêtements, les matières plastiques techniques, les adhésifs, le caoutchouc de silicone, le moulage de précision, de haute qualité charges de glaçure céramique et autres domaines chimiques. La consommation annuelle de composé de moulage époxy est de dizaines de milliers de tonnes et la teneur en poudre de silice dans la charge représente 70 à 90 %.

La teneur en SiO₂ de la poudre de silicium ultra-fine de haute pureté est supérieure à 99,9 % et présente les caractéristiques d’une petite taille de particule, d’une grande surface spécifique, d’une pureté chimique élevée et d’une bonne capacité de remplissage. Principalement utilisé pour le composé de moulage plastique pour circuits intégrés à grande et très grande échelle, composé de moulage de composants électroniques, composé d’enrobage moulable époxy, revêtements de haute qualité, peintures, plastiques techniques, adhésifs, caoutchouc de silicone, moulage de précision, céramiques et produits chimiques avancés champ.

La poudre de silicium sphérique a un taux de remplissage élevé, et plus le coefficient de dilatation est petit, plus la conductivité thermique est faible ; le composé d’emballage en plastique a la concentration de contrainte la plus faible et la résistance la plus élevée ; le coefficient de frottement est faible et l’usure du moule est faible. Principalement utilisé dans les matériaux d’emballage en plastique électronique, les revêtements, les sols époxy, le caoutchouc de silicone et d’autres domaines.

Afin de mieux fusionner les charges minérales non métalliques avec des polymères de haut poids moléculaire, les minéraux non métalliques doivent être broyés, purifiés et modifiés. D’une manière générale, plus la granulométrie de la charge est petite et plus la dispersion est uniforme, meilleures sont les propriétés mécaniques du produit.

Broyage ultrafin de poudre de silicium

L’utilisation de minéraux de quartz naturels comme matières premières pour préparer des poudres ultrafines est non seulement pour répondre à la demande du marché, mais aussi pour mieux réduire la teneur en impuretés nocives de la poudre. Le minéral de quartz naturel contient un grand nombre d’inclusions et de fissures. L’utilisation de la technologie de concassage ultra-fin peut réduire considérablement le nombre de fissures et de défauts. Combiné avec le processus de purification, la teneur en impuretés nocives peut être mieux réduite. La préparation de poudre cristalline, de poudre de cristobalite, de poudre de fusion et de diverses poudres actives nécessite un processus de broyage et de classification.

Le choix du broyage ultra-fin et de l’équipement ultra-fin affectera directement le rendement, la qualité et la forme des particules de poudre du produit final. À l’heure actuelle, les combinaisons unitaires d’équipements de broyage ultra-fin et de broyage ultra-fin comprennent : broyeur à boulets plus nivellement, broyeur à vibration excentrique plus nivellement et broyeur à vibration plus nivellement.

Processus de production en circuit fermé de poudre de silicium classée par broyeur à bouletsLes caractéristiques de la ligne de production de classification de broyeur à boulets : grande production, fonctionnement simple de l’équipement, faibles coûts de maintenance, sélection flexible des supports de broyage et des revêtements, faible pollution pour le traitement de haute pureté des matériaux, fonctionnement global fiable de l’équipement et produit stable qualité. L’application de poudre de silicium peut donner au produit une blancheur élevée, une bonne brillance et un indice de qualité stable. La production de poudre de silicium ultrafine de haute pureté est obtenue par une pulvérisation ultrafine supplémentaire ou un broyage et une classification sur la base de la préparation de sable de haute pureté.

Modification de surface de poudre de silicium

L’effet de l’agent de couplage au silane appliqué à la modification de surface de la poudre de silicium est très idéal. Il peut transformer l’hydrophilie de la poudre de silice en une surface organique-phile, et peut également améliorer la mouillabilité des matériaux polymères organiques à sa poudre, et faire en sorte que la poudre de silice et les matériaux polymères organiques réalisent une forte interface de liaison covalente à travers des groupes fonctionnels. .

L’effet d’application de l’agent de couplage au silane est lié au type sélectionné, au dosage, aux conditions d’hydrolyse, aux caractéristiques du substrat, aux occasions d’application, aux méthodes et aux conditions des matériaux polymères organiques.

Sphéralisation de la poudre de silice

À l’heure actuelle, 97 % des matériaux d’emballage de circuits intégrés (CI) utilisent un composé de moulage époxy (CEM), et dans la composition de l’EMC, la micropoudre de silicium est la plus utilisée, représentant 70 à 90 % de la masse du composé de moulage époxy. Par rapport à la micropoudre de silicium angulaire, la micropoudre de silicium annulaire a un taux de remplissage plus élevé, un coefficient de dilatation thermique plus faible, une conductivité thermique plus faible, une concentration de contrainte moindre, une résistance plus élevée et de meilleures performances des dispositifs microélectroniques produits. Par conséquent, en plus des particules de haute pureté et ultrafines, la sphéroïdisation des particules est également devenue l’une des tendances de développement des micropoudres de silicium.

Les méthodes actuelles de préparation de poudre de silicium sphérique peuvent être divisées en méthodes physiques et méthodes chimiques. Les méthodes physiques sont les suivantes : méthode de fusion à la flamme, méthode de pulvérisation de fusion à haute température, méthode de combustion auto-propageante à basse température, méthode au plasma et sphéroïdisation par calcination à haute température. Les méthodes chimiques comprennent : la méthode en phase gazeuse, la méthode de synthèse hydrothermale, la méthode sol-gel, la méthode de précipitation, la méthode de microémulsion, etc. Dans les méthodes chimiques, en raison de l’agglomération importante de particules, de la plus grande surface spécifique du produit et de la grande valeur d’absorption d’huile, il est difficile de mélanger avec de la résine époxy lorsqu’une grande quantité est remplie. Par conséquent, l’industrie actuelle adopte principalement des méthodes physiques.

Aperçu du développement de l’industrie de la poudre de silicium

L’industrie de la poudre de silicium est une industrie à forte intensité de capital, de technologie et de ressources. Avec le développement des industries de haute technologie, les micro-poudres de silicium sont devenues de plus en plus utilisées et de plus en plus utilisées. La demande mondiale de poudre de silicium ultra-pur de haute pureté se développera rapidement avec le développement de l’industrie des circuits intégrés. On estime que la demande mondiale augmentera à un taux de 20 % au cours des 10 prochaines années. La poudre de silicium ultrafine et de haute pureté est devenue un point chaud pour le développement de l’industrie, la poudre de silicium sphérique est devenue la direction du développement de l’industrie et la technologie de modification de surface a été intensifiée.

Source de l’article : China Powder Network