中國(guó)粉體網(wǎng)訊 2021年4月23日，據(jù)凱盛科技公告，全資子公司蚌埠中恒新材料科技有限責(zé)任公司的球形石英粉生產(chǎn)線擴(kuò)建項(xiàng)目已經(jīng)完成建設(shè)，于4月23日正式投產(chǎn)。據(jù)悉，該項(xiàng)目的建成能夠擴(kuò)大公司球形石英粉的生產(chǎn)規(guī)模，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品品質(zhì)的提升，有利于提高市場(chǎng)占有率，促進(jìn)公司的可持續(xù)發(fā)展。
球形石英粉是以天然石英石為原料，經(jīng)粉碎—高溫熔融處理，由角形結(jié)晶變?yōu)榍蛐畏蔷B(tài)的一種粉體材料，主要應(yīng)用于集成電路塑封材料領(lǐng)域，同時(shí)也可用于其他領(lǐng)域。
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蚌埠中恒新材料科技有限責(zé)任公司成立于2007年11月，是全國(guó)建材國(guó)際工程公司/蚌埠玻璃工業(yè)設(shè)計(jì)研究院的下屬公司。其中硅基材料事業(yè)部前身為蚌埠中凱電子材料有限公司，是蚌埠玻璃工業(yè)設(shè)計(jì)研究院（中國(guó)建材國(guó)際工程集團(tuán)有限公司）為轉(zhuǎn)化球形石英粉生產(chǎn)技術(shù)科研成果而成立的生產(chǎn)企業(yè)，現(xiàn)在為院下屬上市公司“凱盛科技”的全資子公司。
公司位于安徽省蚌埠市的省級(jí)玻璃新材料科技產(chǎn)業(yè)園內(nèi)，采用完全自主的具有國(guó)際先進(jìn)水平的火焰噴射熔融球化工藝技術(shù)，專業(yè)從事粉體的球形化生產(chǎn)。早在2019年3月14日，公司就公告稱中恒新材料擬投資2700萬(wàn)元在蚌埠市龍子湖區(qū)中國(guó)玻璃新材料產(chǎn)業(yè)園進(jìn)行球形石英粉生產(chǎn)線擴(kuò)建項(xiàng)目，包括角型石英粉設(shè)計(jì)產(chǎn)能為6000噸/年以提供原料，球形硅微粉產(chǎn)能約1000噸/年。
圖片來源：蚌埠中恒新材料科技有限責(zé)任公司
蚌埠中恒新材料科技有限責(zé)任公司球形石英粉產(chǎn)品詳情
球形石英粉的特性
球形石英粉具有高介電、耐熱耐濕耐腐蝕、高填充量、低膨脹、低應(yīng)力、低雜質(zhì)、低摩擦系數(shù)、表面光滑、比表面積大、硬度大、化學(xué)性能穩(wěn)定等優(yōu)越性能。首先，球形粉流動(dòng)性好，與樹脂攪拌成膜均勻，樹脂添加量小，石英粉的填充量高，質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高可達(dá)90.5％。石英粉的填充量越高，導(dǎo)熱系數(shù)越低，塑封料的熱膨脹系數(shù)就越小，越接近單晶硅的熱膨脹系數(shù)，生產(chǎn)的電子元件使用性能就越好。其次，球形粉的應(yīng)力僅為角形粉應(yīng)力的60％，由球形石英粉制成的塑封料應(yīng)力集中最小，強(qiáng)度最高。最后，球形粉表面光滑，摩擦系數(shù)小，對(duì)模具的磨損小，可延長(zhǎng)模具的使用壽命達(dá)1倍以上。
球形石英粉的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣，用作電子封裝材料是其應(yīng)用領(lǐng)域的第一大市場(chǎng)。電子封裝是集成電路的支撐業(yè)，隨著大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，集成電路越來越精細(xì)，對(duì)封裝材料的要求越來越高，封裝形式不斷優(yōu)化與更新。電子封裝的3大主材料是基板材料、塑封材料和引線框架及焊料。塑料封裝由于其成本低廉、工藝簡(jiǎn)單，并適于大批量生產(chǎn)，自誕生起便得到了快速發(fā)展，在封裝中所占份額越來越大，目前塑料封裝在世界范圍內(nèi)占集成電路市場(chǎng)的95％以上。在塑封料中，環(huán)氧塑封料（EMC）是國(guó)內(nèi)外集成電路封裝的主流，95％以上的微電子元件采用環(huán)氧塑封。在微電子封裝中，主要要求集成電路封裝后高耐潮、低應(yīng)力、低α射線，耐浸焊和回流焊，塑封性能工藝好。針對(duì)此，環(huán)氧塑封料必須在樹脂基體里摻雜無(wú)機(jī)填料，目前使用的無(wú)機(jī)填料幾乎都是石英微粉（二氧化硅微粉）。球形石英粉除主要用于電子封裝領(lǐng)域外，還可廣泛用于電子油墨、光導(dǎo)纖維、高檔化妝品、高級(jí)精密陶瓷的制造，光學(xué)器件及電子元件的精密研磨，以及用作特種油漆涂料的填料等。
球形石英粉的制造方法
◇高溫等離子體熔融法
高溫等離子體熔融法是利用交流或直流電弧等離子體產(chǎn)生的高溫氣體作熱源，將石英粉體噴射到等離子焰中，粉體受熱熔化并瞬間氣化，再經(jīng)驟冷，經(jīng)旋風(fēng)和布袋收集，便得到球狀硅微粉。其特點(diǎn)是加熱溫度高，可以獲得比化學(xué)燃燒高5倍以上的溫度（3000k以上）場(chǎng)，高溫高熱和高活性氣氛使化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行非常迅速，導(dǎo)致化學(xué)液相法難以合成的高溫相化合物快速生成（如氮化物、碳化物和硼化物等）。
◇高溫熔融噴射法
高溫熔融噴射法是把物料置于高溫場(chǎng)中將其熔化使之成為熔融體，在熔融體流出的瞬間，以通過噴射器的高壓空氣進(jìn)行噴吹，熔融物被高速氣流分散打碎成霧狀小液滴，再被迅速冷卻，小液滴遇冷便快速自然收縮成表面光滑的球狀顆粒。高溫熔融噴射法是最易保證球形化和無(wú)定形率的方法。
◇氣體燃燒火焰法
氣體燃燒火焰法是以乙炔氣、氫氣、天然氣等燃料氣為原料，以氧氣或空氣為助燃?xì)�，通過密閉爐窯燃燒產(chǎn)生潔凈火焰。與此同時(shí)，角形石英粉隨氣流被輸送到火焰中。當(dāng)角形粉末經(jīng)過高溫火焰場(chǎng)時(shí)，首先被熔化為無(wú)定形顆粒，當(dāng)它離開高溫場(chǎng)被迅速冷卻時(shí)即刻收縮變?yōu)榍蛐晤w粒，再經(jīng)過旋風(fēng)收集便得到成品。
縮小差距 助力各行業(yè)高速應(yīng)用需要注意哪些因素？
球形石英粉優(yōu)異的特點(diǎn)使其在電子封裝等領(lǐng)域大放異彩，國(guó)內(nèi)外發(fā)展形勢(shì)良好，各個(gè)生產(chǎn)廠家都想在技術(shù)上和成本上取得突破。而我國(guó)球形石英粉的生產(chǎn)起步較晚，產(chǎn)品質(zhì)量與國(guó)外產(chǎn)品也存在一定的差距。由于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇，已經(jīng)掌握技術(shù)信息的生產(chǎn)廠家各自為陣，進(jìn)行技術(shù)封鎖。根據(jù)國(guó)際的發(fā)展趨勢(shì)，我國(guó)應(yīng)該加大對(duì)球形石英粉的開發(fā)，球形石英粉的發(fā)展應(yīng)該向高純度、超細(xì)化及高均勻性以及高球化率及高分散性方向發(fā)展。
（1）高純度 高純度是電子產(chǎn)品對(duì)材料最基本的要求，在超大規(guī)模集成電路中要求更加嚴(yán)格，除了常規(guī)雜質(zhì)元素含量要求低外，還要求放射性元素含量盡量低或沒有。美國(guó)生產(chǎn)的用于超大規(guī)模集成電路封裝料的球形石英粉SiO2含量達(dá)99.98％以上，雜質(zhì)含量非常低，其中Fe、Al、Ca、Mg等金屬氧化物含量總和小于130×10-6，放射性元素含量在0.5×10-6以內(nèi)。
（2）超細(xì)化及高均勻性 國(guó)外用于超大規(guī)模集成電路封裝料的球形石英粉粒度細(xì)、分布范圍窄、均勻性好，美國(guó)一般為1～3μm，日本平均粒徑一般為3～8μm，最大粒徑小于24μm。而國(guó)產(chǎn)球形石英粉粒度較粗、分布范圍較寬、均勻性較差，平均粒徑一般為10～30μm；少量收塵產(chǎn)品平均粒徑可達(dá)到3～5μm，但從粒度分布上看，最大顆粒可達(dá)75μm以上，最小顆�？蛇_(dá)1μm以下。
（3）高球化率及高分散性 高球化率是保證填充料高流動(dòng)性、高分散性的前提，球化率高、球形度好才能保證產(chǎn)品的流動(dòng)性和分散性能好，在環(huán)氧塑封料中就能得到充分的分散并能保證最佳填充效果。國(guó)外產(chǎn)品球化率一般都能達(dá)到98％以上，而國(guó)產(chǎn)料球化率一般只能達(dá)到90％左右，少數(shù)可達(dá)到95％。
小結(jié)
球形石英粉的純度、粒度分布、顏色、球形度、電導(dǎo)率等每一部分的指標(biāo)都需要做到極致，這樣才能保證合理應(yīng)用，使工業(yè)化生產(chǎn)萬(wàn)無(wú)一失！
參考文獻(xiàn)：
胡修權(quán)等.我國(guó)球形石英粉開發(fā)現(xiàn)狀及發(fā)展思考
蚌埠中恒公司官網(wǎng)
解讀球形石英粉“國(guó)標(biāo)”的促動(dòng)力——訪蚌埠中凱電子材料有限公司副總經(jīng)理周建民
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/茜茜）
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