Применение и рынок кремниевого порошка

Микропорошок кремния — это вид нетоксичного, не имеющего запаха и экологически чистого порошка кремнезема, обрабатываемого путем измельчения, прецизионной классификации, удаления примесей, высокотемпературной сфероидизации и других процессов в качестве сырья для кристаллического кварца, плавленого кварца и т. Д. Это неорганическое вещество. неметаллический материал с превосходными свойствами, такими как высокая термостойкость, высокая изоляция, низкий коэффициент линейного расширения и хорошая теплопроводность.

Классификация и разновидности кремнеземной пудры

Чистота (%) при использовании и w (SiO₂): обычный кремниевый порошок (> 99%), кремниевый порошок электрического качества (> 99,6%), кремниевый порошок электронного качества (> 99,7%), порошок кремния полупроводникового качества ( > 99,9%) и т. Д.

По химическому составу: порошок чистого кремния SiO₂, порошок композитного кремния с SiO₂ в качестве основного компонента и т. Д.

По форме частиц: угловатый кремниевый порошок, сферический кремниевый порошок и т. Д.

Кроме того, существуют классификации, основанные на размере частиц, поверхностной активности и т. Д.

• Угловой кремниевый порошок

По типам сырья его можно подразделить на порошок кристаллического кремния и порошок плавленого кремния.

Кристаллический кремниевый порошок — это порошкообразный материал из кварцевого блока, кварцевого песка и т. Д., Который обрабатывается путем измельчения, прецизионной классификации и удаления примесей. Он улучшает коэффициент линейного расширения и электрические свойства плакированных медью ламинатов и эпоксидных смол. Производительность упаковочных материалов и других товаров.

Порошок плавленого диоксида кремния изготавливается из плавленого кварца, стекла и т. Д. В качестве сырья и производится путем измельчения, прецизионной классификации и процессов удаления примесей, и его характеристики значительно улучшены по сравнению с порошком кристаллического диоксида кремния.

• Сферический порошок кремнезема

Используя выбранный угловой микропорошок кремния в качестве сырья, он перерабатывается в сферический порошковый кремнеземный материал пламенным методом и другими процессами. Он обладает превосходными характеристиками, такими как хорошая текучесть, низкое напряжение, небольшая удельная поверхность и высокая насыпная плотность.

По сравнению со сферическим кремниевым порошком процесс производства углового кремниевого порошка относительно прост, а область применения относительно невелика, поэтому стоимость относительно невысока; Хотя сферический кремниевый порошок имеет лучшую текучесть, его можно использовать в качестве наполнителя для получения более высокой скорости заполнения и однородности, а цена относительно высока, поэтому цена в 3-5 раз выше, чем у углового кремниевого порошка.

Сферический кремниевый порошок классифицируется по размеру частиц и может быть разделен на три типа: сферический кремниевый порошок микронного размера (1-100 мкм), субмикронный сферический кремниевый порошок (0,1-1,0 мкм) и наносферический кремниевый порошок (1-100 нм).

В связи с быстрым развитием мировой индустрии электронной информации и постоянным совершенствованием 4G, 5G и других технологий были выдвинуты более высокие технические требования к легкости, тонкости и краткости электронных продуктов, характеристикам упаковки чипа и несущей платы. для переноски чипа. Сферический микропорошок кремния также развивается в направлении малых размеров частиц и превосходных характеристик. Субмикронный сферический порошок диоксида кремния имеет преимущества небольшого размера частиц, правильного распределения частиц по размерам, высокой чистоты, гладкой поверхности и отсутствия агломерации между частицами, что может восполнить недостатки микронного сферического порошка диоксида кремния.

Методы приготовления субмикронного сферического кремниевого порошка: газофазный метод, метод химического синтеза, пламенный метод, метод самораспространяющегося низкотемпературного горения, метод VMC … …

Газофазный метод: приготовленный продукт имеет высокое содержание примесей, таких как HCl, и низкий pH. Его нельзя использовать в качестве основного материала в электронных продуктах. Его можно добавлять только в небольшом количестве для регулирования вязкости и увеличения прочности. Кроме того, сырье дорогое, требования к оборудованию высоки, а технология относительно высока. сложный.

Химический синтез: приготовленный субмикронный сферический кремниевый порошок обычно имеет низкую плотность и часто содержит больше пор, что приводит к большой удельной поверхности. В то же время производственный процесс не является экологически чистым.

Пламенный метод: в качестве сырья используется органический источник кремния. Требования к безопасности системы кормления ужесточаются, а стоимость сырья выше, что часто приводит к более высоким производственным затратам.

Самораспространяющийся метод низкотемпературного горения: крупномасштабное промышленное производство еще не достигнуто, и возможность его промышленного внедрения требует дальнейшей проверки.

Метод VMC: субмикронный сферический порошок диоксида кремния, приготовленный из металлического кремния, имеет характеристики гладкой поверхности и высокого содержания аморфного вещества. Однако используемый металлический кремний в качестве исходного материала склонен к воспламенению пыли, и в производственном процессе существует большая угроза безопасности.

Применение и обзор рынка кремниевого порошка

В качестве функционального наполнителя изделия из порошкового диоксида кремния обладают уникальными физическими и химическими свойствами, такими как высокая термостойкость, высокая изоляция, низкий коэффициент линейного расширения и хорошая теплопроводность. Они могут широко использоваться в слоистых материалах с медным покрытием, эпоксидных пластиковых упаковочных материалах, электроизоляционных материалах, клеях, керамике, покрытиях, тонкой химии, современных строительных материалах и других областях, которые глубоко проникли в бытовую электронику, бытовую технику, мобильную связь, автомобильную промышленность, аэрокосмическая, оборонная и военная промышленность, ветроэнергетика и другие отрасли. Хорошие перспективы развития отрасли переработки и сбыта являются хорошей гарантией роста рынка индустрии кремниевого порошка.

• Ламинат с медным покрытием

Ламинат с медным покрытием — это основной материал для электроники, изготовленный путем пропитки стекловолоконной ткани или других армирующих материалов полимерной матрицей с одной или обеих сторон медной фольгой и горячего прессования. Между основным материалом и армирующими материалами необходимы наполнители. В целях повышения термостойкости и надежности печатной платы (платы PCB).

Микропорошок кремния обладает отличными характеристиками в отношении снижения коэффициента линейного расширения, снижения диэлектрических свойств, улучшения теплопроводности и высокой изоляции. Добавление кремниевого микропорошка может улучшить физические свойства печатных плат, такие как коэффициент линейного расширения и теплопроводность, тем самым эффективно улучшая характеристики электронных продуктов. Надежность и отвод тепла; а поскольку кремниевый порошок имеет хорошие диэлектрические свойства, он может улучшить качество передачи сигнала.

В настоящее время степень заполнения смолы в промышленной практике составляет около 50%, а степень заполнения порошка кремния в смоле обычно составляет 30%, то есть массовая доля порошка кремния в плакированном медью ламинате может достигать 15%.

Ламинат с медным покрытием является основным электронным материалом, а печатные платы являются ключевой опорой для компонентов схем и устройств в электронных продуктах, и это основная отрасль переработки ламината с медным покрытием. В настоящее время объем производства ПХД в Азии составляет более 90% от общемирового объема, а объем производства ПХД в Китае составляет более 50%.

• Эпоксидная формовочная масса

Эпоксидная формовочная смесь — это ключевой материал, используемый для герметизации микросхем в электронных продуктах. Степень заполнения микропорошка кремния в эпоксидной формовочной смеси составляет от 70% до 90%. Принимая для расчета средний коэффициент заполнения 80%, емкость рынка микропорошка кремния в отечественной промышленности эпоксидных формовочных смесей составляет 80 000 тонн.

Высокопроизводительные интегральные схемы предъявляют высокие требования к материалам, и скорость проникновения высококачественного кремниевого порошка продолжает расти. Сверхбольшие и сверхбольшие интегральные схемы, представленные высокопроизводительными микросхемами, предъявляют чрезвычайно высокие требования к упаковочным материалам, требуя не только использования ультратонких наполнителей в упаковочных материалах, но и высокой чистоты и низкого радиоактивного элемента. содержание. Традиционные угловые кремниевые микропорошки трудно удовлетворить требованиям. . Сферический кремниевый порошок, особенно субмикронные продукты, обладает превосходными свойствами, такими как высокая термостойкость, высокая влагостойкость, высокая скорость заполнения, низкое расширение, низкое напряжение, низкий уровень примесей и низкий коэффициент трения, что делает его незаменимым в сверхбольших масштабах. и сверхбольшие упаковочные материалы для интегральных схем. Отсутствуют функциональные пломбировочные материалы. Таким образом, внутреннее проектирование, производство, упаковка и тестирование полупроводников, а также другие связи по-прежнему заменяются локализацией, а спрос на высококачественный кремниевый порошок также быстро растет.

• Спрос на сотовую керамику, покрытия и высококачественные строительные материалы остается в силе.

Основным сырьем для изготовления сотовых керамических изделий являются тальк, порошок микрокремнезема, оксид алюминия, каолин, целлюлоза и др., Также объективно увеличилось количество порошка микрокремнезема для покрытий. Порошок диоксида кремния имеет структуру, аналогичную диоксиду титана, имеет отличные рабочие характеристики и низкую стоимость, а также может эффективно заменять диоксид титана.

Благодаря внедрению национальных стандартов по охране окружающей среды такие отрасли, как производство экологически чистых клеев и панелей из искусственного кварца, получили более широкие возможности для развития. Специальные клеи, используемые в мостах и высотных зданиях, упаковке автомобильных катушек зажигания, ветряных турбинах и других областях, быстро получили распространение. С развитием производства высококачественных плит из искусственного кварца также улучшилась. Кроме того, ожидается, что с развитием экономики замкнутого цикла в стране и обновлением индустрии защиты окружающей среды искусственный мрамор продолжит заменять традиционную керамическую плитку и природный камень и станет новым типом передовых экологически чистых строительных материалов. Прогнозируется, что в 2025 году спрос на кремниевый порошок в области современных строительных материалов может вырасти на 358%.

Источник статьи: China Powder Network