高纯熔融硅微粉是一种无定形(非晶态)的二氧化硅粉末,其制备过程是将高纯度的二氧化硅原料在极高温度下完全熔融,然后急速冷却形成玻璃态物质,最后经过破碎、研磨、分级等工艺制成特定粒径范围的微细粉末。二氧化硅含量极高,通常 > 99.9%,甚至达到 > 99.99% 或更高。关键杂质如碱金属(Na, K)、碱土金属(Ca, Mg)、重金属(Fe, Cu, Cr, Ni 等)、氯离子等含量被严格控制到极低水平(ppm 甚至 ppb 级)。
高纯熔融硅微粉凭借其独特的综合性能,在高端科技领域,尤其是电子封装中扮演着不可替代的角色:
集成电路封装
环氧模塑料填料: 这是最大的应用领域。高纯熔融硅微粉,尤其是球形粉,作为主要无机填料(填充量可达 60%-90% 以上)添加到环氧树脂中制成环氧模塑料。它的作用至关重要:
先进陶瓷
石英陶瓷烧结助剂: 在制造高性能石英陶瓷(用于半导体、光伏、光纤等高温炉管、坩埚等)时,添加少量熔融硅微粉可显著降低烧结温度。
特种陶瓷添加剂: 用于改善其他陶瓷体系的烧结性能或特定性能。
高性能涂料
作为功能性填料,提高涂层的耐磨性、耐候性、耐高温性、绝缘性和化学稳定性。用于电子元件保护涂层、高温防腐涂层、绝缘涂层等。
胶粘剂与密封剂:在需要高绝缘性、低膨胀、耐高温的电子胶粘剂和密封剂中作为填料使用。
精密铸造:用于制造熔模铸造的陶瓷型壳面层涂料,提高铸件表面光洁度和尺寸精度。
小结
高纯熔融硅微粉是现代高科技产业,尤其是微电子封装产业不可或缺的关键基础材料。其卓越的高纯度、低热膨胀系数、优异的电绝缘性、化学稳定性和可控的物理形态(尤其是球形化后),使其成为实现电子器件高性能、高可靠性和小型化的基石。随着集成电路不断向更小尺寸、更高集成度、更高频率和更大功率发展,对高纯熔融硅微粉(特别是球形粉)的纯度、粒径控制、球形度、低放射性等要求也越来越苛刻,推动了其制备技术的持续进步。
来源:弘璨石英产业大会