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市場背景分析
覆銅板是PCB(印制電路板)的核心組件,PCB則是電子產(chǎn)品中電路元件和器件的關(guān)鍵支撐件。PCB被稱為“電子系統(tǒng)產(chǎn)品之母”,主要功能是使各種電子零組件形成預(yù)定電路的連接,起中繼傳輸?shù)淖饔谩?br/>
全球及中國PCB產(chǎn)值
來源:Prismark
據(jù)悉,全球PCB產(chǎn)能不斷向中國轉(zhuǎn)移,2018年全球PCB產(chǎn)值約624億美元,同比增長6.1%,中國大陸PCB產(chǎn)值為326億美元,同比增長9.8%,自2008年以來中國大陸占全球PCB產(chǎn)值的比重不斷增加,目前已經(jīng)達(dá)到52%。
全球覆銅板產(chǎn)值及增速(百萬美元)
來源:Prismark
覆銅板作為PCB上游,產(chǎn)能也在不斷向中國集中。2017年我國剛性覆銅板產(chǎn)量為4.46億平方米,全球占比71.36%;產(chǎn)值達(dá)80.37億美元,全球占比66.21%。我國已經(jīng)成為全球覆銅板的最大市場,具有絕對領(lǐng)先優(yōu)勢。但是我國覆銅板產(chǎn)能仍集中于中低端產(chǎn)品,高端技術(shù)類覆銅板產(chǎn)能尚未形成,高性能覆銅板仍然需要大量進(jìn)口。
中國覆銅板產(chǎn)能、產(chǎn)量
來源:Prismark
目前,PCB基板材料正在迅速地向著薄形化方向發(fā)展,特別是HDI多層板當(dāng)前實現(xiàn)基板材料的薄形化表現(xiàn)得更為突出。許多便攜式電子產(chǎn)品在不斷推進(jìn)它“薄、輕、小”和多功能的情況下,需要PCB的層數(shù)更多、厚度更薄。隨著電子產(chǎn)品向小型化、集成化方向的發(fā)展,未來HDI板的比重將明顯提高,與此同時,國內(nèi)IC載板項目也在全國多地展開。
應(yīng)用前景廣闊
硅微粉作為一種無機(jī)填料應(yīng)用在覆銅板中,不但可降低成本,還能改進(jìn)覆銅板的某些性能(如熱膨脹系數(shù)、彎曲強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性等),是真正的功能性填料。隨著覆銅板行業(yè)整體技術(shù)水平的不斷提高,在良好的市場環(huán)境下,要求國內(nèi)硅微粉廠商能夠推出具有高純度、高流動性,低膨脹系數(shù),良好粒度分布的高端球形硅微粉產(chǎn)品,因此球形硅微粉在覆銅板行業(yè)的應(yīng)用前景非常值得期待。
球形硅微粉是指顆粒個體呈球狀,通過高溫將形狀不規(guī)則石英粉顆粒瞬間熔融使其在表面張力的作用下球化,后經(jīng)冷卻、分級、混合等工藝加工而成的硅微粉。此種粉的流動性較好,在樹脂中的填充率較高,做成板材后內(nèi)應(yīng)力低、尺寸穩(wěn)定、熱膨脹系數(shù)低。
不同類型硅微粉的主要應(yīng)用性能對比
球形硅微粉技術(shù)在日本已經(jīng)非常成熟,目前國內(nèi)僅有幾個廠家可以批量生產(chǎn)環(huán)氧塑封料用球形硅微粉,在覆銅板領(lǐng)域的應(yīng)用還不多見。由于球形硅微粉的價格較高,目前在覆銅板行業(yè)未能大規(guī)模使用,少量用在IC載板、HDI板等領(lǐng)域,相信隨著覆銅板向高端的發(fā)展,球形硅微粉的應(yīng)用將與日俱增。
球形二氧化硅在覆銅板行業(yè)的主要應(yīng)用領(lǐng)域
應(yīng)用技術(shù)研究
球形硅微粉采用氣體燃燒火焰法生產(chǎn),由于其表面性質(zhì)特殊,在后續(xù)應(yīng)用時與有機(jī)體系的相容性差,難于均勻分散于有機(jī)體系中,嚴(yán)重影響其應(yīng)用效果,需要對球形硅微粉產(chǎn)品進(jìn)行應(yīng)用技術(shù)研究。
球形二氧化硅主要指標(biāo)
分散技術(shù)
針對球形硅微粉表面能大、親水疏油、在有機(jī)體系中極易產(chǎn)生自發(fā)凝并、分散難的問題,主要通過選擇合適的外力場,選擇合適分散設(shè)備進(jìn)行分散。
針對亞微米級球形硅微粉,通過制備球形二氧化硅預(yù)分散溶劑型漿料,可解決覆銅板中超細(xì)球形二氧化硅的分散問題。機(jī)械力分散主要是借助外界剪切力或撞擊力等機(jī)械能使超細(xì)粒子在介質(zhì)中充分分散,具體形式有研磨分散、膠體磨分散、球磨分散、砂磨分散、高速攪拌等。
表面處理技術(shù)
為了解決球形硅微粉與有機(jī)樹脂界面結(jié)合差的問題,主要通過各種類型處理劑、處理劑配方和改性工藝的選擇,降低球形硅微粉表面極性,解決了高極性、高表面能球形硅微粉與有機(jī)體系的相容難題。
復(fù)配技術(shù)
基于Dinger-Funk經(jīng)典球形顆粒緊密堆積理論,不同粒徑球形二氧化硅復(fù)配可以獲得最緊密堆積,從而進(jìn)一步提高填料的填充比例。通過理論計算模型和實驗設(shè)計考察,可獲得兼具高填充量與高流動性的球形二氧化硅/樹脂復(fù)合材料。
小結(jié)
隨著國內(nèi)球形硅微粉生產(chǎn)技術(shù)水平的不斷提升,產(chǎn)品價格的進(jìn)一步降低,球形硅微粉在覆銅板中應(yīng)用有望進(jìn)一步擴(kuò)大,從而帶動覆銅板性能和技術(shù)的提升。
參考來源:
柴頌剛,等:球形二氧化硅在覆銅板中的應(yīng)用,廣東生益科技
曹家凱:球形二氧化硅及其在覆銅板中的應(yīng)用,江蘇聯(lián)瑞
徐建棟,等:硅微粉填料在覆銅板中應(yīng)用的展望,江西中節(jié)能
立鼎產(chǎn)業(yè)研究網(wǎng):我國覆銅板市場空間巨大,球形硅微粉存在巨大的國產(chǎn)替代空間
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