球形硅微粉簡(jiǎn)介;
球形硅在業(yè)界內(nèi)也被稱為:球形二氧化硅、球形硅微粉等。
球形硅微粉為白色粉末,純度比較高,顆粒很細(xì),有著良好的介電性能與導(dǎo)熱率,并具備膨脹系數(shù)低等優(yōu)點(diǎn),具有較強(qiáng)的發(fā)展?jié)摿Α?br />
在當(dāng)前集成電路中應(yīng)用球形硅硅微粉時(shí),在純度上要求變得越來(lái)越嚴(yán)格,一般情況下其硅質(zhì)量分?jǐn)?shù)不能低于99.95%。
球形硅微粉參數(shù):
外觀:白色粉末
微觀形貌:球形顆粒
球化率:大于95%,球形度高,均勻規(guī)則,表面光滑
氧化硅含量(%):99.99%—99.999%
平均粒徑: 300-1000nm可控
低輻射: 鈾含量<0.1ppb 。
改性:球形硅微粉表面可利用各種硅烷偶聯(lián)劑改性處理,提高粉體的流動(dòng)性、分散性、與體系的相容性。
球形硅微粉產(chǎn)品特點(diǎn)與性能;
球形硅采用火焰熔融法生產(chǎn)的球形二氧化硅,球形二氧化硅是由二氧化硅在非常高溫的火焰中產(chǎn)生的,具有純度高、低放射性、流動(dòng)性好、熱應(yīng)力小等特點(diǎn)。
納米球形硅是具有高球形率、高圓度的球形晶體硅顆粒。它具有純度高、粒徑小、分布均勻、比表面大、高流動(dòng)性、絕緣性、表面活性高、松裝密度低等特點(diǎn)。
球形硅、無(wú)味、活性好,是新一代光電半導(dǎo)體材料,具有較寬的間隙能半導(dǎo)體,也是高功率光源材料。
球形硅具有高介電、高耐熱 、高耐濕 、高填充量 、低膨脹 、低應(yīng)力 、低雜質(zhì) 、低摩擦 系數(shù)等性能。
球形硅微粉的用途及指標(biāo)要求!
球形硅微粉,又稱球形石英粉,由于具有高介電、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)和格等性能,廣泛應(yīng)用于大規(guī)模集成電路封裝中覆銅板以及環(huán)氧塑封料填料、航空、精細(xì)化工和日用化妝品等高新技術(shù)領(lǐng)域。
1、覆銅板用球形硅微粉
隨著我國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,手機(jī)、個(gè)人電腦等越來(lái)越多的電子信息產(chǎn)品的產(chǎn)銷量開(kāi)始進(jìn)入世界前列,帶動(dòng)了我國(guó)集成電路市場(chǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大。
考慮球形硅微粉較角形硅微粉在性能上的優(yōu)勢(shì),目前國(guó)內(nèi)主要還是應(yīng)用在電子封裝領(lǐng)域,主要的作用是:
降低產(chǎn)品應(yīng)力;
提高導(dǎo)熱系數(shù);
增加產(chǎn)品強(qiáng)度和防腐性能。
覆銅板(CCL)是現(xiàn)代電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基石,作為印制電路板制造中的基礎(chǔ)材料,覆銅板的基本特性和加工性能很大程度上影響著電路板的品質(zhì)和長(zhǎng)期可靠性。
近年來(lái),在覆銅板的新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和性能改進(jìn)方面,采用無(wú)機(jī)填料填充技術(shù)已成為一個(gè)很重要的研究手段。球形硅微粉因表面積大可以與環(huán)氧樹(shù)脂之間充分接觸,其分散能力較好,分散在環(huán)氧樹(shù)脂中相當(dāng)于增大了與環(huán)氧樹(shù)脂間的接觸面積,增多了結(jié)合點(diǎn),更有利于提高兩者的相容性。另外,較好的機(jī)械性能和電性能,在履銅板領(lǐng)域使用也越來(lái)越廣泛。
目前球形硅微粉主要被用在剛性CCL上,占覆銅板混澆比例的20%~30%;撓性CCL與紙基CCL的使用量相對(duì)較小
2、EMC用球形硅微粉
環(huán)氧塑封料(EMC)是封裝電子器件和集成電路主要的一種熱固性高分子復(fù)合材料。封裝環(huán)氧塑封料作為封裝主要材料之一,在電子封裝中起著非常關(guān)鍵的作用。
目前95%以上的微電子器件都是環(huán)氧塑封器件。常見(jiàn)的環(huán)氧塑封料的主要組成為填充料60-90%,環(huán)氧樹(shù)脂18%以下,固化劑9%以下,添加劑3%左右?,F(xiàn)用的無(wú)機(jī)填料基本上都是二氧化硅微粉,其含量高達(dá)90.5%,具有降低塑封料的熱膨脹系數(shù),增加熱導(dǎo),降低介電常數(shù),環(huán)保、阻燃,減小內(nèi)應(yīng)力,防止吸潮,增加塑封料強(qiáng)度,降低封裝料成本等作用。
EMC用球形硅微粉指標(biāo)要求如下:
(1)高純度
高純度是電子產(chǎn)品對(duì)材料基本的要求,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(méi)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硅微粉:
SiO2含量達(dá)99.98%以上;FeAlCaMg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);
日本生產(chǎn)的球形硅微粉:SiO2含量達(dá)99.9%;Fe2O3
含量可達(dá)8×10-6;水淬取液中Na+K+Ca2+Cl-等離子含量分別可達(dá)5×10-6以下;放射性U含量達(dá)0.1×10-9以下。
(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硅微粉粒度細(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,大粒徑小于24μm。
(3)高球化率及高分散性
高球化率是填充料高流動(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%。中國(guó)已成為世界EMC第二大生產(chǎn)國(guó),出口量也在快速增長(zhǎng),廠商的海外客戶逐漸增多,客戶遍及歐美、東南亞、中國(guó)大陸和臺(tái)灣等地,改變了世界半導(dǎo)體EMC主要被日本企業(yè)壟斷的行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局,也改變了全球半導(dǎo)體封裝業(yè)對(duì)中國(guó)國(guó)產(chǎn)塑封料的認(rèn)知,球形硅微粉的市場(chǎng)需求量也越來(lái)越大。
3、化妝品用球形硅微粉
球形硅微粉跟普通角形硅微粉相比,因具有更高的流動(dòng)性及更大的比表面積,使其應(yīng)用于口紅、粉餅、粉底霜等化妝品中,特點(diǎn)是:
較小平均粒徑?jīng)Q定其良好的平滑性和流動(dòng)性;
較大比表面積使其具有更好的吸附性,能吸收汗液、香料、營(yíng)養(yǎng)物,使化妝品配方更經(jīng)濟(jì);
粉體的球形狀對(duì)皮膚有良好的親和性及觸感。
另外,球形硅微粉易于化妝品其他組分配伍,、無(wú)味,且自身為白色,尤其可貴的是其反射紫外線能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好,被紫外線照射后不分解,不變色,也不會(huì)與配方中其他組分發(fā)生反應(yīng),是防曬化妝品配料的良好選擇。
球形硅微粉應(yīng)用領(lǐng)域:
電子封裝中的EMC、覆銅板CCL;多晶硅、單晶硅、半導(dǎo)體坩堝涂層;特種涂料、特種陶瓷材料;工程塑料等多個(gè)行業(yè)。
球形硅微粉的生產(chǎn)工藝;
球形硅微粉制法為:火焰成球法、高溫熔融噴射法、氣相法、凝膠法、噴霧法、乳液法、沉淀法等生產(chǎn)方法不同產(chǎn)品性能與使用范圍就不相同。
目前制備球形二氧化硅微粉的方法主要有化學(xué)氣相法、化學(xué)沉淀法、高頻等離子法、高溫熔融噴射法和溶膠凝膠法等化學(xué)制備方法。
觀察球形二氧化硅的微觀結(jié)構(gòu)可以總結(jié)出球形硅微粉的球形機(jī)理,可以指導(dǎo)球形硅微粉生產(chǎn)企業(yè)改進(jìn)生產(chǎn)技術(shù),提高產(chǎn)品質(zhì)量。