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石英精细加工 | 硅微粉指标要求、行业现状、市场前景及发展趋势
来源:中国粉体技术网    更新时间:2017-11-03 11:20:44    浏览次数:
 
  随着网络化和信息化的不断发展,以集成电路为代表的微电子技术和微电子产业是现代信息产业和信息社会的基础,而集成电路行业则会受到电子封装技术的制约。据有效数据统计:全球集成电路封装中的97%采用EMC(环氧塑料封装)作为外壳材料,而其中的70%-90%为硅微粉,并且当集成电路的集成度为1M-4M时,环氧塑封料应部分使用球形硅微粉,集成度8M-16M时,则必须全部使用球形硅微球粉。可以肯定地说,硅微粉用于电子封装是不可替代,集成电路产业使用球形硅微粉代替普通角形硅微粉已是大势所趋。
  硅微粉是以天然石英矿、熔融石英等为原料,经色选、酸浸、浮选、磁选、研磨、精密分级等精细加工而成的一种无机非金属矿物功能性粉体材料,广泛应用于电子材料、电工绝缘材料、胶黏剂、特种陶瓷、精密铸造、油漆涂料、油墨、硅橡胶、功能性橡胶、高级建材等领域。
  
  1、硅微粉的分类及理化性能指标要求
  《SJ/T 10675-2002 电子及电器工业用二氧化硅微粉》将硅微粉分为普通硅微粉、普通活性硅微粉、电工级硅微粉、电工级活性硅微粉、电子级结晶型硅微粉、电子级结晶型活性硅微粉、电子级熔融型硅微粉、电子级熔融型活性硅微粉。

 
电子及电器工业用硅微粉的分类
SJ/T 10675-2002 电子及电器工业用二氧化硅微粉

电子及电器工业用硅微粉的粒度
SJ/T 10675-2002 电子及电器工业用二氧化硅微粉

电子及电器工业用硅微粉的理化指标要求
SJ/T 10675-2002 电子及电器工业用二氧化硅微粉

  《GB/T 32661-2016 球形二氧化硅微粉》对电子及电器工业中电子封装料填料、覆铜板填充料等用球形硅微粉的物理和化学指标规定如下:
 
球形硅微粉物理指标要求
GB/T 32661-2016 球形二氧化硅微粉

球形硅微粉化学成分要求

GB/T 32661-2016 球形二氧化硅微粉

  2、硅微粉的行业现状
  目前,我国生产的硅微粉主要以普通的角形结晶硅微粉和角形熔融硅微粉为主,以球形硅微粉、超细硅微粉等为代表的中高端硅微粉产品仍然以日本、美国等发达国家企业为主。
  行业布局:硅微粉行业属于资本、技术、资源密集型行业,与原材料供应密切相关,我国比较有实力硅微粉的生产企业主要集中在江苏连云港、安徽凤阳、浙江湖州等地,其中江苏连云港东海县是中国最大的硅微粉生产基地,也是国内最早从事电子级硅微粉研制、开发、生产的地区。
  江苏连云港东海县共有硅微粉企业40多家,生产线100多条,硅微粉年产量30多万吨,电子级硅微粉、电器级硅微粉、电工级硅微粉分别占国内市场的70%、60%和40%,可生产10多个大类100多种硅微粉产品,并且拥有国内规模最大的硅微粉企业——江苏联瑞新材料股份有限公司。
  企业规模:全国范围内的大小硅微粉厂近百家,但基本上都属于乡镇企业。由于生产企业大多规模小、品种单一,硅微粉产品的纯度、粒度以及产品质量稳定性差,无法与进口产品抗衡。
  相关企业:江苏联瑞新材料股份有限公司、矽比科(上海)矿业有限公司、浙江华飞电子基材有限公司、安徽壹石通材料科技股份有限公司、重庆市锦艺硅材料开发有限公司、凯盛科技股份有限公司、成都中节能领航科技股份有限公司......
  
  3、硅微粉的市场前景
  2016年以来,全国覆铜板行业日益回暖,相关的EMC、胶黏剂等行业需求持续旺盛,国内硅微粉产品制造工艺更新速度加快,由此带动硅微粉产品市场规模和效益的迅速提升,行业规模企业的利润水平普遍较高,不少企业纷纷投资新建或扩建硅微粉生产线。
  2016年12月,阻燃剂龙头企业雅克科技以2亿元收购浙江华飞电子基材有限公司100%的股权,布局球形硅微粉行业。
  2017年8月,江苏东海县与埃纳硅业签订球形硅微粉生产项目,计划投资2.2亿元。
  2017年9月,四川省青川县与四川金石硅业有限公司签定青川县年产5万吨硅微粉生产线项目,总投资3.5亿元。
  汉中科瑞思矿业年产1.5万吨的低铁硅微粉生产线的工业厂房已建成,项目总投资约8000万元。
  成都中节能领航科技股份有限公司应用于电子封装、电路基板的关键材料熔融型球形硅微粉核心技术已获得重大突破。
  目前,中国用于环氧模塑封料填料的电子级硅微粉的需求量达到8000-10000吨/年,其中高纯熔融硅微粉约2000-3000吨/年、结晶型高纯硅微粉约5000-7000吨/年,用于集成电路基板材料的电子级硅微粉则有更大的需求量。
  众所周知,目前国内采购的球形氧化硅主要来自于日本、韩国,进口的球形氧化硅价格高,且运输周期长。随着我国石英选矿提纯技术和超细粉磨设备的不断创新与发展,目前国内已拥有生产电子级硅微粉、准球形硅微粉和球形硅微粉的技术及相关生产厂家。国内硅微粉产品具有本土化优势,完全可以替代进口,具有非常广阔的市场前景。
  按照我国半导体集成电路与器件的发展规划,未来4-5年后,我国对球形硅微粉的需求将达到10万吨以上,目前国内仅用于超大规模集成电路塑封材料的球形硅微粉用量已超3000吨,
  
  4硅微粉行业发展趋势
  1)超细、高纯硅微粉
  目前,应用在覆铜板上的超细硅微粉平均粒径在2-3微米,随着基板材料向超薄化方向发展,将要求填料具有更小的粒度,更好的散热性。超细硅微粉具有粒度小、比表面积大、化学纯度高、填充性好等特点。以其优越的稳定性、补强性、增稠性和触变性而在覆铜板、胶黏剂、橡胶、涂料、工程塑料、医药、造纸、日化等诸多领域得到广泛应用,并为其相关工业领域的发展提供了新材料的基础和技术保证,享有“工业味精”、“材料科学的原点”之美誉。
  高纯硅微粉一般是指SiO2含量高于99.9%的硅微粉,主要应用在IC的集成电路和石英玻璃等行业,其高档产品更被广泛应用在大规模及超大规模集成电路、光纤、激光、航天、军事中,是高新技术产业不可缺少的重要材料。一些发达国家更是将其作为一项战略目标来实现。高纯硅微粉将成为21世纪电子行业的基础材料,需求量将快速增长,有很好的市场前景。世界上对超纯硅微粉的需求量也随着IC行业的发展而快速发展,估计未来10年世界对其的需求将以20%的速度增长。
  2)球形硅微粉
  近年来,计算机市场、网络信息技术市场发展迅猛,CPU集成度愈来愈大,运算速度越来越快,家庭电脑和上网用户越来越多,作为技术依托的微电子工业,对大规模、超大规模集成电路封装材料,不仅要求超细,而且要求高纯、低放射性元素含量,特别是对于颗粒形状提出了球形化要求。目前能够生产球形硅微粉的企业为数不多,仅有部分技术较为先进的企业具有生产能力。
  3)表面改性
  粉体表面改性是指用物理、化学、机械等方法对粉体材料表面或界面进行处理,有目的地改变粉体材料表面的化学性质,以满足现代新材料、新工艺和新技术发展的需要,目前非金属矿物粉体表面改性采用的主要方法有表面化学包覆、沉淀反应包膜、插层改性等。
  改性剂可降低硅微粉表面吸附油脂的能力,减少粉体团聚产生的粒子间空隙,从而降低粉体吸油值,且硅烷偶联剂对硅微粉的改性效果较为明显。
  
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课程大纲
  一、 矿物粉体精细加工技术特点
  1、矿物粉体精细加工技术基础理论
  2、新形势下矿物粉体精细加工技术未来发展趋势
  3、新时代,如何重新定义矿物粉体产品及运作模式
  4、技术革新,让矿物粉体从原材料到功能材料
  5、矿物粉体在新材料中的应用技术要求
  
  二、矿物粉体表面改性技术与应用
  1、矿物粉体表面改性的应用需求
  2、矿物粉体表面改性方法种类
  3、矿物粉体表面改性的主要试剂及其功能特点
  4、矿物粉体表面改性的主要装备选择及注意事项
  5、案例解析
  6、互动交流
  
  三、 矿物颗粒插层技术与应用
  1、层状矿物的插层改性原理
  2、层状矿物的插层改性药剂种类与特性
  3、层状矿物的插层改性工艺
  4、案例解析
  5、互动交流
  
  四、颗粒复合技术与应用
  1、颗粒复合的主要目的与用途
  2、颗粒复合的主要方法及其原理
  3、化学沉积法复合颗粒的技术与实践
  4、机械力化学法制备复合颗粒的原理与实践
  5、复合颗粒的研究与应用实践
  6、互动交流
  
  五、高纯矿物粉体材料的制备技术与应用
  1、高纯矿物粉体在新材料中的应用技术要求
  2、精细提纯矿物粉体的主要原理与影响因素
  3、精细提纯矿物的主要工艺技术要求
  4、案例解析
  5、互动交流
  
  六、矿物资源综合利用分析与实践
  1、矿物分析基本方法和测试的信息
  2、矿物资源综合利用路线的选择
  3、工艺矿物学案例解析
  4、资源综合利用案例解析:石英砂的资源综合利用;碳酸钙该资源的综合利用


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