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硅微粉的加工技术与市场开发

2020-01-17 15:24:03

硅微粉是一类用途极为广泛的无机材料,具有介电性能优异、热膨胀系数低、导热系数小、抗腐蚀及资源丰富等特点。硅微粉优异的物理性能、极高的化学稳定性和独特的光学性质,决定了其在高新技术领域的特殊地位,硅微粉已经成为诸多高新科技领域最基础、最重要和最关键的原料。

我们国家正面对着一个数字化、网络化和信息化的社会,当今世界的政治、经济、科技、文化和军事等领域都正在发生深刻变化。政府和学术界一致认为,创新是知识经济时代国家经济发展的主要动力,而科技创新则是创新最重要的基石。由于新材料在发展高技术、改造和提升传统产业、增强综合国力和国防实力方面起着重要的作用,世界各发达国家都非常重视它的研究开发与产业化工作。随着高新技术特别是微电子工业的迅猛发展,促进了高纯、超细与球形硅微粉需求量的增长,其年平均增长率已超过20 %。21世纪中国硅微粉产业面临着改进技术结构,提高工艺技术和装备整体水平、实现电子信息等创新技术产业配套用高技术硅微粉国产化的艰巨任务。

按结构可分为结晶和熔融硅微粉,按形状又可分为角形和球形硅微粉。

结晶硅微粉是以天然的石英石为原料。由于其外形呈无规则状,因此又称为角形结晶硅微粉。结晶硅微粉包括普通型和非普通型,主要区别在于纯度要求。

熔融硅微粉又称无定型或非晶态硅微粉。一是用精制石英砂为原料经高温熔炼(1740℃)等工序制备而成;二是以硅化物(有机硅、四氯化硅、碱金属硅酸盐),采用化学合成方法制备而成。

按硅微粉的应用领域分类,又可分为:普通硅微粉(PG)、普通活性硅微粉(PGH)、电工级硅微粉(DG)、电工级活性硅微粉(DGH)、电子级结晶型硅微粉(JG)、电子级结晶型活性硅微粉(JGH)、电子级熔融型硅微粉(RG)和电子级熔融型活性硅微粉(RGH)。

球形硅微粉主要用于大规模集成电路塑封料生产及光电子工程、化学工程等领域。

因为球形硅微粉流动性好,与树脂搅拌成膜均匀,树脂添加量小,重量比可达90.5 %,硅微粉的填充率越高,就越接近单晶硅的热膨胀系数,由此生产的电子元器件质量也越好。用球形硅微粉制成的环氧塑封料应力最小,强度高,用其封装集成电路芯片时,成品率高,并且在使用过程中不易产生机械损伤。同时,球形硅微粉摩擦系数小,模具的使用寿命可延长一倍。

纳米SiO2粉体具有许多奇异特性,如:小尺寸效应、表面与界面效应、量子尺寸效应以及宏观量子隧道效应等。在其使用过程中表现出卓越的补强性、增韧性、触变性、消光性、分散性、高介电绝缘性及高光洁性等,而被广泛用于现代工业的各个领域。

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