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球形硅微粉生产工艺与产业格局介绍

桂林鸿程矿山设备制造有限责任公司  2022-09-08  点击61次

球形硅微粉设备厂家

球形硅微粉是以天然石英石为原料,经石英磨粉机粉碎—高温熔融处理,由角形结晶变为球形非晶态的一种粉体材料,主要应用于集成电路塑封材料领域,同时也可用于其他领域。桂林鸿程(咨询电话:13687861989 伍工)是专业的石英磨粉机生产厂家,今天就为大家介绍一下球形硅微粉生产工艺与产业格局。

一、球形硅微粉产业格局:球形硅微粉具有高介电、耐热耐湿耐腐蚀、高填充量、低膨胀、低应力、低杂质、低摩擦系数、表面光滑、比表面积大、硬度大、化学性能稳定等优越性能。首先,球形粉流动性好,与树脂搅拌成膜均匀,树脂添加量小,石英粉的填充量高,质量分数最高可达90.5%。石英粉的填充量越高,导热系数越低,塑封料的热膨胀系数就越小,越接近单晶硅的热膨胀系数,生产的电子元件使用性能就越好。其次,球形粉的应力仅为角形粉应力的60%,由球形硅微粉制成的塑封料应力集中最小,强度最高。最后,球形粉表面光滑,摩擦系数小,对模具的磨损小,可延长模具的使用寿命达1倍以上。

球形硅微粉的应用领域非常广,用作电子封装材料是其应用领域的第一大市场。电子封装是集成电路的支撑业,随着大规模及超大规模集成电路的发展,集成电路越来越精细,对封装材料的要求越来越高,封装形式不断优化与更新。电子封装的3大主材料是基板材料、塑封材料和引线框架及焊料。塑料封装由于其成本低廉、工艺简单,并适于大批量生产,自诞生起便得到了快速发展,在封装中所占份额越来越大,目前塑料封装在世界范围内占集成电路市场的95%以上。在塑封料中,环氧塑封料(EMC)是国内外集成电路封装的主流,95%以上的微电子元件采用环氧塑封。

在微电子封装中,主要要求集成电路封装后高耐潮、低应力、低α射线,耐浸焊和回流焊,塑封性能工艺好。针对此,环氧塑封料必须在树脂基体里掺杂无机填料,目前使用的无机填料几乎都是石英微粉(二氧化硅微粉)。球形硅微粉除主要用于电子封装领域外,还可广泛用于电子油墨、光导纤维、高档化妆品、高级精密陶瓷的制造,光学器件及电子元件的精密研磨,以及用作特种油漆涂料的填料等。

二、球形硅微粉的生产工艺:

球形硅微粉优异的特点使其在电子封装等领域大放异彩,国内外发展形势良好,各个生产厂家都想在技术上和成本上取得突破。而我国球形石英粉的生产起步较晚,产品质量与国外产品也存在一定的差距。由于市场竞争加剧,已经掌握技术信息的生产厂家各自为阵,进行技术封锁。根据国际的发展趋势,我国应该加大对球形石英粉的开发,球形石英粉的发展应该向高纯度、超细化及高均匀性以及高球化率及高分散性方向发展。生产球形硅微粉,第一步就是需要先将石英石原矿经石英磨粉机粉磨成120目以上的硅微粉,桂林鸿程生产的石英磨粉机,粉磨细度3-180μm,产量有小型的时产几吨的雷蒙磨,也有时产量数十吨的立式磨,具体设备选型可根据您的生产需求科学配置。针对球形硅微粉制备对于铁含量的要求,桂林鸿程石英磨粉机生产工艺可将铁含量控制于30ppm以内,欢迎来电了解详情。

生产球形硅微粉第二步是熔融,根据生产工艺可分为三种:

1、高温等离子体熔融法

高温等离子体熔融法是利用交流或直流电弧等离子体产生的高温气体作热源,将石英粉体喷射到等离子焰中,粉体受热熔化并瞬间气化,再经骤冷,经旋风和布袋收集,便得到球状硅微粉。其特点是加热温度高,可以获得比化学燃烧高5倍以上的温度(3000k以上)场,高温高热和高活性气氛使化学反应进行非常迅速,导致化学液相法难以合成的高温相化合物快速生成(如氮化物、碳化物和硼化物等)。

2、高温熔融喷射法

高温熔融喷射法是把物料置于高温场中将其熔化使之成为熔融体,在熔融体流出的瞬间,以通过喷射器的高压空气进行喷吹,熔融物被高速气流分散打碎成雾状小液滴,再被迅速冷却,小液滴遇冷便快速自然收缩成表面光滑的球状颗粒。高温熔融喷射法是最易保证球形化和无定形率的方法。

3、气体燃烧火焰法

气体燃烧火焰法是以乙炔气、氢气、天然气等燃料气为原料,以氧气或空气为助燃气,通过密闭炉窑燃烧产生洁净火焰。与此同时,角形石英粉随气流被输送到火焰中。当角形粉末经过高温火焰场时,首先被熔化为无定形颗粒,当它离开高温场被迅速冷却时即刻收缩变为球形颗粒,再经过旋风收集便得到成品。