การประยุกต์ใช้และการตลาดของผงซิลิกอน

ไมโครพาวเดอร์ซิลิคอนเป็นผงซิลิกาที่ไม่เป็นพิษ ไม่มีกลิ่น และไม่ก่อให้เกิดมลพิษซึ่งผ่านการบด การจำแนกประเภทที่แม่นยำ การกำจัดสิ่งเจือปน การทำสเฟียรอยด์ที่อุณหภูมิสูง และกระบวนการอื่นๆ เช่น วัตถุดิบของผลึกควอตซ์ ควอตซ์หลอมเหลว ฯลฯ เป็นอนินทรีย์ วัสดุที่ไม่ใช่โลหะที่มีคุณสมบัติดีเยี่ยม เช่น ทนความร้อนสูง ฉนวนสูง ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นต่ำ และการนำความร้อนได้ดี

การจำแนกและพันธุ์ของผงซิลิกา

ความบริสุทธิ์ (%) โดยการใช้และ w(SiO₂ ): ผงซิลิกอนธรรมดา (>99%) ผงซิลิกอนเกรดไฟฟ้า (>99. 6%) ผงซิลิกอนเกรดอิเล็กทรอนิกส์ (>99. 7%) ผงซิลิกอนเกรดเซมิคอนดักเตอร์ ( >99.9%) เป็นต้น

ตามองค์ประกอบทางเคมี: ผงซิลิกอน SiO₂ บริสุทธิ์ ผงซิลิกอนคอมโพสิตที่มี SiO₂ เป็นส่วนประกอบหลัก ฯลฯ

ตามรูปร่างของอนุภาค: ผงซิลิกอนเชิงมุม ผงซิลิกอนทรงกลม ฯลฯ

นอกจากนี้ยังมีการจำแนกประเภทตามขนาดอนุภาค กิจกรรมพื้นผิว ฯลฯ

• ผงซิลิกอนเชิงมุม

ตามประเภทของวัตถุดิบ สามารถแบ่งเพิ่มเติมเป็นผงผลึกซิลิกอนและผงซิลิกอนผสม

ผงซิลิกอนผลึกเป็นวัสดุผงซิลิกาที่ทำจากบล็อกควอตซ์ ทรายควอทซ์ ฯลฯ ซึ่งผ่านกระบวนการบด การจำแนกประเภทความแม่นยำ และการกำจัดสิ่งเจือปน ปรับปรุงค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นและคุณสมบัติทางไฟฟ้าของลามิเนตหุ้มทองแดงและอีพอกซีเรซิน ประสิทธิภาพของวัสดุบรรจุภัณฑ์และผลิตภัณฑ์อื่นๆ

ผงซิลิกาผสมทำจากซิลิกาหลอมละลาย แก้ว ฯลฯ เป็นวัตถุดิบ และทำผ่านการเจียร การจำแนกประเภทที่แม่นยำ และกระบวนการกำจัดสิ่งเจือปน และประสิทธิภาพของผงซิลิกาดีขึ้นอย่างมากเมื่อเทียบกับผงซิลิกาที่เป็นผลึก

• ผงซิลิกาทรงกลม

ใช้ผงไมโครซิลิกอนเชิงมุมที่เลือกเป็นวัตถุดิบ แปรรูปเป็นวัสดุผงซิลิกาทรงกลมโดยวิธีเปลวไฟและกระบวนการอื่นๆ มีลักษณะพิเศษที่ยอดเยี่ยม เช่น ความลื่นไหลที่ดี ความเค้นต่ำ พื้นที่ผิวจำเพาะขนาดเล็ก และความหนาแน่นรวมสูง

เมื่อเทียบกับผงซิลิกอนทรงกลม กระบวนการผลิตของผงซิลิกอนเชิงมุมค่อนข้างง่าย และฟิลด์แอพลิเคชันค่อนข้างต่ำ ดังนั้นค่าค่อนข้างต่ำ ในขณะที่ผงซิลิกอนทรงกลมมีความลื่นไหลได้ดีกว่า แต่ก็สามารถใช้เป็นฟิลเลอร์เพื่อให้ได้อัตราการเติมและความสม่ำเสมอที่สูงขึ้น และราคาค่อนข้างสูง ดังนั้นราคาจึงอยู่ที่ 3 ถึง 5 เท่าของผงซิลิคอนเชิงมุม

ผงซิลิกอนทรงกลมถูกจำแนกตามขนาดอนุภาคและสามารถแบ่งออกเป็นสามประเภท: ผงซิลิกอนทรงกลมไมครอน (1-100μm), ผงซิลิกอนทรงกลมต่ำกว่าไมครอน (0.1-1.0μm) และผงซิลิกอนทรงกลมนาโน (1-100 นาโนเมตร)

ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมข้อมูลอิเล็กทรอนิกส์ทั่วโลกและการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องของ 4G, 5G และเทคโนโลยีอื่น ๆ ข้อกำหนดทางเทคนิคที่สูงขึ้นได้รับการหยิบยกขึ้นมาสำหรับความเบา ความบางและความสั้นของผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ ประสิทธิภาพการบรรจุหีบห่อของชิปและบอร์ดขนส่ง เพื่อพกพาชิป ไมโครพาวเดอร์ซิลิคอนทรงกลมยังมุ่งสู่การพัฒนาในทิศทางของขนาดอนุภาคขนาดเล็กและประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยม ผงซิลิกาทรงกลม Submicron มีข้อดีของขนาดอนุภาคขนาดเล็ก การกระจายขนาดอนุภาคที่เหมาะสม ความบริสุทธิ์สูง พื้นผิวเรียบ และไม่มีการรวมตัวระหว่างอนุภาค ซึ่งสามารถชดเชยข้อบกพร่องของผงซิลิกาทรงกลมไมครอน

วิธีการเตรียมผงซิลิกอนทรงกลม submicron: วิธีเฟสแก๊ส, วิธีการสังเคราะห์ทางเคมี, วิธีเปลวไฟ, วิธีการเผาไหม้ที่อุณหภูมิต่ำแพร่กระจายตัวเอง, วิธี VMC… …

วิธีเฟสแก๊ส: ผลิตภัณฑ์ที่เตรียมไว้มีปริมาณสิ่งสกปรกสูง เช่น HCI และ pH ต่ำ ไม่สามารถใช้เป็นวัสดุหลักในผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ได้ เติมได้เพียงเล็กน้อยเพื่อปรับความหนืดและเพิ่มความแข็งแรง นอกจากนี้ วัตถุดิบมีราคาแพง ความต้องการอุปกรณ์สูง และเทคโนโลยีค่อนข้างสูง ซับซ้อน.

การสังเคราะห์ทางเคมี: ผงซิลิกอนทรงกลมที่มีขนาดต่ำกว่าไมครอนที่เตรียมไว้มักจะมีความหนาแน่นต่ำและมักจะมีรูพรุนมากกว่า ส่งผลให้พื้นที่ผิวจำเพาะมีขนาดใหญ่ ในขณะเดียวกันกระบวนการผลิตก็ไม่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม

วิธีเปลวไฟ: วัตถุดิบที่ใช้เป็นแหล่งอินทรีย์ของซิลิกอน ข้อกำหนดด้านการออกแบบความปลอดภัยของระบบป้อนอาหารมีความเข้มงวดมากขึ้น และราคาของวัตถุดิบก็สูงขึ้น ซึ่งมักส่งผลให้ต้นทุนการผลิตสูงขึ้น

วิธีการเผาไหม้ที่อุณหภูมิต่ำแบบขยายพันธุ์ได้เอง: ยังไม่สามารถผลิตภาคอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ได้ และไม่ว่าจะสามารถเป็นอุตสาหกรรมได้หรือไม่นั้นจำเป็นต้องมีการตรวจสอบเพิ่มเติม

วิธี VMC: ผงซิลิกาทรงกลมขนาดรองไมครอนที่เตรียมจากโลหะซิลิกอนมีลักษณะเป็นพื้นผิวเรียบและมีปริมาณอสัณฐานสูง อย่างไรก็ตาม วัตถุดิบโลหะซิลิกอนที่ใช้มีแนวโน้มที่จะเกิดการยุบตัวของฝุ่น และมีความเสี่ยงด้านความปลอดภัยมากขึ้นในกระบวนการผลิต

การประยุกต์ใช้และภาพรวมตลาดของผงซิลิกอน

ในฐานะที่เป็นสารตัวเติมที่ใช้งานได้ ผลิตภัณฑ์ผงซิลิกามีคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีที่เป็นเอกลักษณ์ เช่น ทนความร้อนสูง ฉนวนสูง ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นต่ำ และการนำความร้อนได้ดี สามารถใช้กันอย่างแพร่หลายในลามิเนตหุ้มทองแดง, วัสดุบรรจุภัณฑ์พลาสติกอีพ็อกซี่, วัสดุฉนวนไฟฟ้า, กาว, เซรามิก, สารเคลือบ, สารเคมีที่ดี, วัสดุก่อสร้างขั้นสูงและสาขาอื่น ๆ ได้เจาะลึกในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค, เครื่องใช้ในครัวเรือน, การสื่อสารเคลื่อนที่, อุตสาหกรรมยานยนต์, อุตสาหกรรมการบินและอวกาศ การป้องกันประเทศ และการทหาร พลังงานลม และอุตสาหกรรมอื่นๆ แนวโน้มการพัฒนาที่ดีของอุตสาหกรรมแอปพลิเคชันปลายน้ำให้การรับประกันที่ดีสำหรับพื้นที่การเติบโตของตลาดของอุตสาหกรรมผงซิลิกอน

• ทองแดงเคลือบลามิเนต

ลามิเนตหุ้มทองแดงเป็นวัสดุพื้นฐานทางอิเล็กทรอนิกส์ที่ทำโดยการชุบผ้าใยแก้วหรือวัสดุเสริมแรงอื่นๆ ด้วยเมทริกซ์เรซิน ด้านใดด้านหนึ่งหรือทั้งสองด้านด้วยฟอยล์ทองแดงและการกดร้อน จำเป็นต้องมีสารตัวเติมระหว่างวัสดุฐานและวัสดุเสริมแรง เพื่อปรับปรุงความต้านทานความร้อนและความน่าเชื่อถือของแผงวงจรพิมพ์ (บอร์ด PCB)

ไมโครพาวเดอร์ซิลิคอนมีประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมในการลดค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้น ลดคุณสมบัติของไดอิเล็กทริก ปรับปรุงการนำความร้อน และฉนวนสูง การเพิ่มซิลิคอนไมโครพาวเดอร์สามารถปรับปรุงคุณสมบัติทางกายภาพของแผงวงจรพิมพ์ เช่น ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นและการนำความร้อน ซึ่งจะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ความน่าเชื่อถือและการกระจายความร้อน และเนื่องจากผงซิลิกอนมีคุณสมบัติเป็นฉนวนที่ดี จึงสามารถปรับปรุงคุณภาพการส่งสัญญาณได้

ปัจจุบันอัตราการเติมของเรซินในแนวปฏิบัติในอุตสาหกรรมอยู่ที่ประมาณ 50% และอัตราการเติมผงซิลิกอนในเรซินโดยทั่วไปคือ 30% นั่นคืออัตราส่วนน้ำหนักของผงซิลิกอนในลามิเนตหุ้มทองแดงสามารถเข้าถึงได้ถึง 15%

ลามิเนตหุ้มทองแดงเป็นวัสดุอิเล็กทรอนิกส์พื้นฐาน และ PCB เป็นตัวสนับสนุนหลักสำหรับส่วนประกอบวงจรและอุปกรณ์ในผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ และเป็นอุตสาหกรรมปลายน้ำหลักของลามิเนตหุ้มทองแดง ปัจจุบัน มูลค่าการส่งออก PCB ในเอเชียคิดเป็นกว่า 90% ของยอดรวมของโลก และมูลค่าการส่งออก PCB ของจีนมีสัดส่วนมากกว่า 50%

• สารขึ้นรูปอีพ็อกซี่

สารประกอบการขึ้นรูปแบบอีพ็อกซี่เป็นวัสดุหลักที่ใช้ในการห่อหุ้มชิปในผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ อัตราส่วนการบรรจุของผงไมโครซิลิกอนในสารประกอบการขึ้นรูปแบบอีพ็อกซี่อยู่ระหว่าง 70% ถึง 90% โดยใช้อัตราส่วนการบรรจุเฉลี่ย 80% สำหรับการคำนวณ กำลังการผลิตในตลาดของผงไมโครซิลิกอนในอุตสาหกรรมการขึ้นรูปแบบอีพ็อกซี่ในประเทศคือ 80,000 ตัน

วงจรรวมประสิทธิภาพสูงมีความต้องการวัสดุสูง และอัตราการแทรกซึมของผงซิลิกอนระดับไฮเอนด์ยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง วงจรรวมขนาดใหญ่พิเศษและขนาดใหญ่พิเศษที่แสดงโดยชิประดับไฮเอนด์มีความต้องการสูงมากสำหรับวัสดุบรรจุภัณฑ์ ไม่เพียงแต่ต้องการการใช้ฟิลเลอร์ที่ละเอียดมากในวัสดุบรรจุภัณฑ์เท่านั้น แต่ยังต้องการความบริสุทธิ์สูงและองค์ประกอบกัมมันตภาพรังสีต่ำ เนื้อหา. ไมโครพาวเดอร์ซิลิคอนเชิงมุมแบบดั้งเดิมนั้นยากต่อความต้องการ . ผงซิลิกอนทรงกลม โดยเฉพาะผลิตภัณฑ์ที่มีไมครอน มีคุณสมบัติที่ดีเยี่ยม เช่น ทนความร้อนสูง ทนต่อความชื้นสูง อัตราการเติมสูง ขยายตัวต่ำ ความเค้นต่ำ สิ่งเจือปนต่ำ และค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำ ทำให้ขาดไม่ได้ในขนาดใหญ่พิเศษ และวัสดุบรรจุภัณฑ์วงจรรวมขนาดใหญ่พิเศษ ไม่มีวัสดุเติมที่ใช้งานได้ ดังนั้นการออกแบบเซมิคอนดักเตอร์ในประเทศ การผลิต บรรจุภัณฑ์และการทดสอบ และการเชื่อมโยงอื่นๆ ยังคงถูกแทนที่ด้วยการแปลเป็นภาษาท้องถิ่น และความต้องการผงซิลิกอนระดับไฮเอนด์ก็เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเช่นกัน

• ความต้องการเซรามิกรังผึ้ง สารเคลือบ และวัสดุก่อสร้างระดับไฮเอนด์ล้วนมีผลบังคับใช้

วัตถุดิบหลักของผลิตภัณฑ์เซรามิกแบบรังผึ้ง ได้แก่ แป้งโรยตัว ผงไมโครซิลิกา อลูมินา ดินขาว เซลลูโลส ฯลฯ และผงไมโครซิลิกาสำหรับการเคลือบก็เพิ่มขึ้นอย่างเป็นกลางเช่นกัน ผงซิลิกามีโครงสร้างคล้ายกับไททาเนียมไดออกไซด์ มีประสิทธิภาพที่ดีเยี่ยมและต้นทุนต่ำ และสามารถเปลี่ยนไททาเนียมไดออกไซด์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

อุตสาหกรรมต่างๆ เช่น กาวที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมและแผงควอตซ์เทียมได้ประโยชน์จากการนำมาตรฐานการปกป้องสิ่งแวดล้อมแห่งชาติไปปฏิบัติ ได้รับโอกาสในการพัฒนาที่ดีขึ้น กาวชนิดพิเศษที่ใช้ในสะพานและอาคารสูง บรรจุภัณฑ์คอยล์จุดระเบิดรถยนต์ กังหันลม และสาขาอื่นๆ ได้รับอย่างรวดเร็ว ด้วยการพัฒนานี้ อุตสาหกรรมกระดานควอตซ์ประดิษฐ์ระดับไฮเอนด์ก็ได้รับการปรับปรุงเช่นกัน นอกจากนี้ ด้วยการส่งเสริมเศรษฐกิจหมุนเวียนของประเทศและการยกระดับอุตสาหกรรมการปกป้องสิ่งแวดล้อมสีเขียว คาดว่าหินอ่อนเทียมจะยังคงเข้ามาแทนที่กระเบื้องเซรามิกและหินธรรมชาติแบบดั้งเดิมต่อไป และกลายเป็นวัสดุก่อสร้างที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมขั้นสูงชนิดใหม่ คาดการณ์ว่าในปี 2568 ความต้องการผงซิลิกอนในด้านวัสดุก่อสร้างขั้นสูงอาจเพิ่มขึ้น 358%

ที่มาของบทความ: China Powder Network