Aplicação e mercado de pó de silício
O micropó de silício é um tipo de pó de sílica atóxico, inodoro e não poluente processado por moagem, classificação de precisão, remoção de impurezas, esferoidização de alta temperatura e outros processos como matérias-primas de quartzo cristalino, quartzo fundido, etc. É um produto inorgânico material não metálico com excelentes propriedades, como alta resistência ao calor, alto isolamento, baixo coeficiente de expansão linear e boa condutividade térmica.
Classificação e variedades de pó de sílica
Pureza (%) por uso ew (SiO2 ): pó de silício comum (> 99%), pó de silício de grau elétrico (> 99,6%), pó de silício de grau eletrônico (> 99,7%), pó de silício de grau semicondutor ( > 99,9%) etc.
De acordo com a composição química: pó de silício SiO2 puro, pó de silício composto com SiO2 como componente principal, etc.
De acordo com a forma da partícula: pó de silício angular, pó de silício esférico, etc.
Além disso, existem classificações com base no tamanho da partícula, atividade de superfície, etc.
- Pó de silício angular
De acordo com os tipos de matérias-primas, pode ser subdividido em pó de silício cristalino e pó de silício fundido.
O pó de silício cristalino é um pó de sílica feito de bloco de quartzo, areia de quartzo, etc., que é processado por meio de moagem, classificação de precisão e remoção de impurezas. Ele melhora o coeficiente de expansão linear e as propriedades elétricas de laminados revestidos de cobre e resinas epóxi. O desempenho de materiais de embalagem e outros produtos.
O pó de sílica fundida é feito de sílica fundida, vidro, etc. como matéria-prima, e é feito por meio de moagem, classificação de precisão e processos de remoção de impurezas, e seu desempenho é muito melhorado em comparação com o pó de sílica cristalina.
- Pó de sílica esférica
Usando micropó de silício angular selecionado como matéria-prima, é processado em material de pó de sílica esférica pelo método de chama e outros processos. Possui excelentes características como boa fluidez, baixo estresse, pequena área superficial específica e alta densidade aparente.
Comparado com o pó de silício esférico, o processo de produção do pó de silício angular é relativamente simples e o campo de aplicação é relativamente baixo, então o valor é relativamente baixo; enquanto o pó de silício esférico tem melhor fluidez, ele pode ser usado como um enchimento para obter maior taxa de enchimento e uniformidade, e o preço é relativamente alto, então o preço é de 3 a 5 vezes o do pó de silício angular.
O pó de silício esférico é classificado de acordo com seu tamanho de partícula e pode ser dividido em três tipos: pó de silício esférico mícron (1-100μm), pó de silício esférico submicron (0,1-1,0μm) e pó de silício nanoesférico (1-100nm).
Com o rápido desenvolvimento da indústria global de informações eletrônicas e a melhoria contínua de 4G, 5G e outras tecnologias, requisitos técnicos mais elevados foram apresentados para a leveza, espessura e encurtamento dos produtos eletrônicos, o desempenho de embalagem do chip e a placa de transporte para carregar o chip. O micropó esférico de silício também está se movendo em direção ao desenvolvimento na direção de partículas de tamanho pequeno e excelente desempenho. O pó de sílica esférica submicrônica tem as vantagens de tamanho de partícula pequeno, distribuição de tamanho de partícula adequada, alta pureza, superfície lisa e nenhuma aglomeração entre as partículas, o que pode compensar as deficiências do pó de sílica esférica mícron.
Métodos de preparação de pó de silício esférico submicrônico: método de fase gasosa, método de síntese química, método de chama, método de combustão de baixa temperatura de autopropagação, método VMC … …
Método da fase gasosa: O produto preparado possui alto teor de impurezas como HCI e baixo pH. Não pode ser usado como material principal em produtos eletrônicos. Só pode ser adicionado em uma pequena quantidade para ajustar a viscosidade e aumentar a resistência. Além disso, as matérias-primas são caras, os requisitos de equipamento são altos e a tecnologia é relativamente alta. complexo.
Síntese química: O pó de silício esférico submícron preparado é geralmente de baixa densidade e geralmente contém mais poros, resultando em uma grande área de superfície específica. Ao mesmo tempo, o processo de produção não é ecologicamente correto.
Método de chama: As matérias-primas utilizadas são orgânicos de fonte de silício. Os requisitos de segurança do projeto do sistema de alimentação são mais rígidos e o preço das matérias-primas é mais alto, o que muitas vezes resulta em custos de produção mais elevados.
Método de combustão de baixa temperatura de autopropagação: a produção industrial em grande escala ainda não foi alcançada e se pode ser industrializada requer uma verificação posterior.
Método VMC: O pó de sílica esférica submícron preparado a partir de silício metálico tem as características de superfície lisa e alto conteúdo amorfo. No entanto, a matéria-prima de silício metálico usado é propensa a deflagração de poeira, e há um risco maior de segurança no processo de produção.
Aplicação e visão geral do mercado de pó de silício
Como um enchimento funcional, os produtos em pó de sílica têm propriedades físicas e químicas exclusivas, como alta resistência ao calor, alto isolamento, baixo coeficiente de expansão linear e boa condutividade térmica. Eles podem ser amplamente utilizados em laminados revestidos de cobre, materiais de embalagem de plástico epóxi, materiais de isolamento elétrico, adesivos, cerâmicas, revestimentos, produtos químicos finos, materiais de construção avançados e outros campos penetraram profundamente em produtos eletrônicos de consumo, eletrodomésticos, comunicações móveis, indústria automotiva, indústria aeroespacial, de defesa e militar, energia eólica e outras indústrias. As boas perspectivas de desenvolvimento da indústria de aplicação downstream fornecem uma boa garantia para o espaço de crescimento do mercado da indústria de pó de silício.
- Laminado Revestido de Cobre
O laminado revestido de cobre é um material eletrônico básico feito pela impregnação de tecido de fibra de vidro ou outros materiais de reforço com uma matriz de resina, um ou ambos os lados com folha de cobre e prensagem a quente. Os enchimentos são necessários entre o material de base e os materiais de reforço. A fim de melhorar a resistência ao calor e a confiabilidade da placa de circuito impresso (placa PCB).
O micropó de silício tem excelente desempenho na redução do coeficiente de expansão linear, reduzindo as propriedades dielétricas, melhorando a condutividade térmica e alto isolamento. Adicionar micropó de silício pode melhorar as propriedades físicas das placas de circuito impresso, como coeficiente de expansão linear e condutividade térmica, melhorando efetivamente o desempenho de produtos eletrônicos. Confiabilidade e dissipação de calor; e como o pó de silício tem boas propriedades dielétricas, ele pode melhorar a qualidade da transmissão do sinal.
Atualmente, a proporção de enchimento de resina na prática da indústria é de cerca de 50%, e a proporção de enchimento de pó de silício na resina é geralmente 30%, ou seja, a proporção em peso de pó de silício no laminado revestido de cobre pode chegar a 15%.
O laminado revestido de cobre é um material eletrônico básico e o PCB é o principal suporte para componentes de circuito e dispositivos em produtos eletrônicos, e é a principal indústria downstream de laminado revestido de cobre. Atualmente, o valor de saída de PCB na Ásia representa mais de 90% do total mundial, e o valor de saída de PCB da China representa mais de 50%.
- Composto de moldagem epóxi
O composto para moldagem epóxi é um material importante usado para encapsular chips em produtos eletrônicos. A proporção de enchimento de micropó de silício no composto de moldagem de epóxi está entre 70% e 90%. Tomando a taxa média de enchimento de 80% para cálculo, a capacidade de mercado de micropó de silício na indústria nacional de compostos para moldagem de epóxi é de 80.000 toneladas.
Os circuitos integrados de alto desempenho têm altos requisitos de materiais e a taxa de penetração do pó de silício de última geração continua a aumentar. Os circuitos integrados de ultra-grande e ultra-grande escala representados por chips de alta tecnologia têm requisitos extremamente altos para materiais de embalagem, não apenas exigindo o uso de enchimentos ultrafinos em materiais de embalagem, mas também exigindo alta pureza e elemento de baixa radioatividade contente. Os micropós angulares tradicionais de silício têm sido difíceis de atender aos requisitos. . O pó de silício esférico, especialmente produtos submicrônicos, tem excelentes propriedades, como alta resistência ao calor, alta resistência à umidade, alta taxa de enchimento, baixa expansão, baixo estresse, baixa impureza e baixo coeficiente de atrito, tornando-o indispensável em ultra-grande escala e materiais de embalagem de circuitos integrados em larga escala. Faltam materiais de enchimento funcionais. Portanto, o design, fabricação, embalagem e teste de semicondutores domésticos e outros links continuam a ser substituídos pela localização, e a demanda por pó de silício de alta qualidade também cresceu rapidamente.
- As demandas por cerâmicas alveolares, revestimentos e materiais de construção de alta qualidade estão em vigor
As principais matérias-primas dos produtos cerâmicos em forma de favo de mel são talco, pó de microssílica, alumina, caulim, celulose, etc., e o pó de microssílica para revestimentos também aumentou objetivamente. O pó de sílica tem uma estrutura semelhante ao dióxido de titânio, tem excelente desempenho e baixo custo e pode substituir o dióxido de titânio com eficácia.
Beneficiando-se da implementação de padrões nacionais de proteção ambiental, setores como adesivos ecológicos e painéis artificiais de quartzo obtiveram melhores oportunidades de desenvolvimento. Adesivos especiais usados em pontes e prédios altos, embalagens de bobinas de ignição automotivas, turbinas eólicas e outros campos foram obtidos rapidamente. Com o desenvolvimento, a indústria de placas de quartzo artificiais de ponta também melhorou. Além disso, com a promoção da economia circular do país e a atualização da indústria de proteção ambiental verde, o mármore artificial deve continuar a substituir os tradicionais ladrilhos de cerâmica e pedras naturais e se tornar um novo tipo de materiais de construção ecologicamente corretos. Prevê-se que, em 2025, a demanda por pó de silício na área de materiais de construção avançados possa aumentar em 358%.
Fonte do artigo: China Powder Network