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【原創(chuàng)】硅微粉種類大pK,覆銅板行業(yè)最需要哪種硅微粉?


來源:中國粉體網(wǎng)   初末

[導讀]  硅微粉作為一種具有優(yōu)異性能的功能性填料,它由于具有高絕緣性、高熱傳導性、高熱穩(wěn)定性、耐酸堿性、低的熱膨脹系數(shù)和低介電常數(shù)等優(yōu)良性能,因此在覆銅板行業(yè)的應用日趨廣泛。

中國粉體網(wǎng)訊  集成電路產(chǎn)業(yè)作為信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的核心,是支撐經(jīng)濟社會發(fā)展和保障國家安全的戰(zhàn)略性、基礎性和先導性產(chǎn)業(yè)。覆銅板作為集成電路的最主要的載體,在集成電路中充當工業(yè)基礎材料。


硅微粉作為一種具有優(yōu)異性能的功能性填料,它由于具有高絕緣性、高熱傳導性、高熱穩(wěn)定性、耐酸堿性、低的熱膨脹系數(shù)和低介電常數(shù)等優(yōu)良性能,因此在覆銅板行業(yè)的應用日趨廣泛。目前應用于集成電路覆銅板的硅微粉主要有結(jié)晶型硅微粉、熔融型(無定型)硅微粉、球形硅微粉、復合硅微粉和活性硅微粉等五個品種。



不同種類的硅微粉性能及應用對比

來源:聯(lián)瑞新材招股說明書、開源證券研究所


結(jié)晶型硅微粉


結(jié)晶硅微粉的主要原料是精選優(yōu)質(zhì)石英礦,經(jīng)過研磨、精密分級除雜等工序加工而成的二氧化硅粉體材料,能夠改善覆銅板等下游產(chǎn)品的線性膨脹系數(shù)、電性能等物理性能。其優(yōu)點是色白、質(zhì)純,物理和化學性質(zhì)穩(wěn)定,并且粒度分布合理,可以控制。結(jié)晶硅微粉可分為高純度結(jié)晶硅微粉、電子級結(jié)晶硅微粉和一般填料級結(jié)晶硅微粉三種。



結(jié)晶硅微粉

來源:聯(lián)瑞新材官網(wǎng)


結(jié)晶硅微粉的主要優(yōu)勢是起步早,工藝成熟并且簡單,價格相對比較便宜,對覆銅板的剛度、熱穩(wěn)定性和吸水率等各方面性能的改善都有很大的作用。其主要缺點是:對樹脂體系的影響不是最佳的,分散性和耐沉降性不如熔融球形硅微粉、耐沖擊性比不上熔融透明硅微粉,熱膨脹系數(shù)很高,且硬度大,加工困難。


從成本和經(jīng)濟效益綜合考慮,結(jié)晶硅微粉比熔融硅微粉價格要低的多,并且生產(chǎn)硬件要求較低,因此在實際應用中使用高純度的結(jié)晶硅微粉更為普遍。


熔融型硅微粉


熔融硅微粉的主要原料是精選的具有優(yōu)質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)的石英,經(jīng)酸浸、水洗、風干、再經(jīng)高溫熔融、破碎、人工分揀,磁選、超細碎、分級等工藝精制而成的硅微粉。它的主要特性是顏色白、純度高、線膨脹系數(shù)低、電磁輻射性好、化學特性穩(wěn)定、耐化學腐蝕性好、粒度分布可控并且有序。


熔融硅微粉

來源:聯(lián)瑞新材官網(wǎng)


相比結(jié)晶型硅微粉,熔融硅微粉則具有較低的密度、硬度、介電常數(shù)、熱膨脹系數(shù)等優(yōu)點,在高頻覆銅板中的應用尤為突出,可應用于智能手機、平板電腦、網(wǎng)絡通訊等行業(yè),其主要缺點是制備過程中熔融溫度較高,工藝復雜,生產(chǎn)成本高,一般產(chǎn)品介電常數(shù)過高,影響信號傳遞速度。


球形硅微粉


球形硅微粉是指顆粒個體呈球狀,一種高強度、高硬度、惰性的球型顆粒,是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的張力作用下球化,后經(jīng)過冷卻、分級、混合等工藝加工而成的硅微粉。


球形硅微粉

來源:聯(lián)瑞新材官網(wǎng)


球形硅微粉流動性好,在樹脂中的填充量較高,做成板材后內(nèi)應力低、尺寸穩(wěn)定、熱膨脹系數(shù)低,并且具有高的堆積密度和均勻的應力分布,因此可增加填料中的流動性和降低粘度,比角型硅微粉有更大的比表面積。球形硅微粉制備的覆銅板性能更優(yōu)異,主要應用于高頻覆銅板的制備。但是目前球形硅微粉價格較高,生產(chǎn)工藝復雜,國內(nèi)自給率偏低,高端產(chǎn)品主要依賴于進口,亟需實現(xiàn)本領(lǐng)域的技術(shù)突破。


活性硅微粉


活性硅微粉是經(jīng)過獨特的工藝流程,選用硅烷等材料來對硅微粉顆粒進行表面改性處理,從而增強了硅微粉的憎水性能、提高了混合料以及填充系統(tǒng)的機械和化學特性。


活性硅微粉的主要優(yōu)勢是:具有耐溫性好、耐酸堿腐蝕好、導熱性差、高絕緣、低膨脹、化學性能穩(wěn)定、硬度大等特點。其主要缺點是:目前覆銅板廠家所采用的樹脂體系不盡相同,硅微粉生產(chǎn)廠商很難做到用同一種產(chǎn)品適用所有用戶的樹脂體系。


復合型硅微粉


復合型硅微粉又稱低硬度硅微粉,簡稱復合粉,是由多種無機礦物經(jīng)精確配比熔制成無定型態(tài)玻璃體,經(jīng)破碎、磁選、超細碎、分級等工藝加工而成的硅微粉。


復合硅微粉具有耐溫性好、耐酸堿腐蝕好、導熱性差、高絕緣,低膨脹、化學性能穩(wěn)定等優(yōu)點;由于二氧化硅的成分被大大降低,可以有效降低硅微粉的硬度,硬度適中,易于加工,可減小鉆頭在制孔過程中的磨損,降低鉆孔過程中的粉塵污染等,但是,復合硅微粉面臨的主要問題是如何在保證覆銅板性能的前提下,更好地降低成本。


小結(jié)


隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展,覆銅板行業(yè)整體技術(shù)水平的不斷提高對硅微粉填料的使用也提出了越來越高的要求,這也促進了硅微粉行業(yè)近年來的快速發(fā)展。

因此要根據(jù)覆銅板技術(shù)的發(fā)展趨勢,不斷加強各類硅微粉的研究,提升其性能,以滿足其在覆銅板中的應用需求。


參考來源:

錢晨光等.硅微粉表面改性及其應用研究進展

薛曉鵬.礦物原料制備集成電路覆銅板用復合硅微粉的試驗研究

徐建棟等.硅微粉填料在覆銅板中應用的展望

汪靈.石英的礦床工業(yè)類型與應用特點

開源證券.聯(lián)瑞新材:小而美的硅微粉龍頭,邁向電子材料的廣闊天空

  

(中國粉體網(wǎng)編輯整理/初末)

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