微硅粉是冶金電爐在2000℃以上高溫時(shí)產(chǎn)生的SiO2和Si氣體與空氣中的氧氣迅速氧化并冷凝而形成的一種超細(xì)硅質(zhì)粉體材料。微硅粉外觀為***或灰白色粉末﹑耐火度>1600℃。容重:200~250千克/立方米。微硅粉的細(xì)度:其細(xì)度和比表面積約為水泥的80~100倍,粉煤灰的50~70倍。微硅粉中細(xì)度小于1μm的占80%以上,均勻粒徑在0.1~0.3μm,比表面積為:20~28m2/g。顆粒形態(tài)與礦相結(jié)構(gòu):摻有微硅粉的物料,微小的球狀體可以起到潤(rùn)滑的作用。 微硅粉在形成過(guò)程中,因相變的過(guò)程中受表面張力的作用,形成了非結(jié)晶相無(wú)定形圓球狀顆粒,且表面較為光滑,有些則是多個(gè)圓球顆粒粘在一起的團(tuán)圓體。它是一種比表面積很大,活性很高的火山灰物質(zhì)。
結(jié)晶硅微粉的主要化學(xué)成分是SiO2,含量達(dá)99.4 wt.%以上,還含有微量的Fe2O3和Al2O3,其技術(shù)指標(biāo)如表1所示。由于硅微粉純度高,因此電導(dǎo)率較低,為5 ~30 μS·cm-1,使聚合物具有較好的絕緣性能和抗電弧性能。
此外,結(jié)晶硅微粉的熔點(diǎn)為1710℃,具有高熱穩(wěn)定性、高導(dǎo)熱率(5~12.6 W/m·K)和低熱膨脹系數(shù)(9×10-6/℃),能有效提高聚合物的導(dǎo)熱性,并降低熱膨脹系數(shù),從而消除內(nèi)應(yīng)力,提高聚合物機(jī)械性能。
熔融硅微粉純度高,介電常數(shù)、介質(zhì)損耗和線性膨脹系數(shù)較低,在電子產(chǎn)品的信號(hào)傳輸速度、傳輸質(zhì)量和可靠性等方面優(yōu)于結(jié)晶硅微粉,可應(yīng)用于智能手機(jī)、汽車、網(wǎng)絡(luò)通訊及產(chǎn)業(yè)設(shè)備等所使用的覆銅板中;空調(diào)、洗衣機(jī)、冰箱、充電樁、光伏組件等集成電路封裝所使用的環(huán)氧塑封料中;以及膠粘劑、涂料、陶瓷、包封料等領(lǐng)域。
另一個(gè)球形硅微粉是以精選的角形硅微粉作為原料,通過(guò)火焰熔融法加工成球形的二氧化硅粉體材料,具有比表面積小、活動(dòng)性好和應(yīng)力低等優(yōu)良特性。
比擬角形硅微粉,球形硅微粉表面活動(dòng)性好,填充率高于角形硅微粉,能夠明顯降低覆銅板和環(huán)氧塑封料的線性膨脹系數(shù),進(jìn)步電子產(chǎn)品的可靠性,同時(shí)球形硅微粉可以減少相關(guān)產(chǎn)品制造時(shí)對(duì)設(shè)備和模具的磨損,可應(yīng)用于航空航天、雷達(dá)、計(jì)算機(jī)、5G通訊等用覆銅板中;智能手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、平板顯示、處理器、交換機(jī)等大規(guī)模集成電路封裝用環(huán)氧塑封料中;以及涂料、特種陶瓷、精細(xì)化工等領(lǐng)域。
球形硅微粉主要用于大規(guī)模集成電路封裝,在航空、航天、精細(xì)化工、可擦寫光盤、大面積電子基板、特種陶瓷及日用化妝品等高新技術(shù)領(lǐng)域也有應(yīng)用,市場(chǎng)前景廣闊。隨著我國(guó)微電子工業(yè)的迅猛發(fā)展,超大規(guī)模集成電路對(duì)封裝材料的要求越來(lái)越高,不僅要求其超細(xì),而且要求高純度,特別是對(duì)于顆粒形狀提出球形化要求。但制備球形硅微粉是一項(xiàng)跨學(xué)科高難度工程,目前世界上只有少數(shù)***掌握此技術(shù)。眾所周知,目前國(guó)內(nèi)采購(gòu)的球形球形氧化硅主要來(lái)自于進(jìn)口的球形球形氧化硅價(jià)格高,且運(yùn)輸周期長(zhǎng)。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的高質(zhì)量球形球形氧化硅,具有本土化優(yōu)勢(shì),完全可以替代進(jìn)口。