硅微粉是以石英砂、熔融石英砂等为原料，经研磨、精密分级、除杂等多道工艺加工而成的二氧化硅粉体材料，广泛应用于大规模集成电路封装中覆铜板以及环氧塑封料填料。
 

 
▲超细硅微粉生产工艺

 
在超细硅微粉生产过程中，常采用的研磨设备有球磨机和振动磨，并配备精细分级设备。振动磨是利用磨矿介质受磨机的振动作用，在磨机腔体内滑动、滚动而对物料进行研磨，其粉磨作用主要靠磨介的剧烈冲击和不断的旋转（自转和公转），使物料迅速粉碎。
 
相对于球磨机，振动磨填充率可高达80%，高填充率导致磨介更频繁的冲击，对细颗粒物料能量利用率更高。
 

 
▲振动磨

那么，在硅微粉实际生产过程中，如何优化振动磨分级系统工艺呢？
 

1、振动磨贴内衬后的有效直径及振动频率
 
 
振动磨一般采用氧化铝作为内衬，提高磨腔有效直径。介质也多为氧化铝介球，比重大，有利于物料的粉碎研磨。在振动频率选定的情况下，有效直径越小，粉碎效率越小，产量越低。
 
振动频率直接影响着产品的研磨效率以及设备损耗和能耗。根据产能及分级机的处理能力确定适当的振动频率是高效可控生产出粒度分布合理的产品的一个关键因素。
 
 
2、中间料仓的下料方式
 
 
中间料仓进料方式为通过气力输送把粉体抽到料仓上方的真空料仓，通过联动阀板的开关将粉体落入中间料仓，使密闭的中间料仓中带入大量气体形成料拱，导致粉体下料不均匀。
 
另外，微米级硅微粉表面吸附强，且物料含水、吸潮或静电作用增强了物料与仓壁的粘附力，从而在卸料处导致结拱，影响下料流畅性。
 
下料不顺畅会导致振动磨进料不均匀，进而影响出料均匀和粉体粒度分布，需要频繁调整分级机频率等设备参数，造成产量不稳定、产品合格率低等问题。
 
针对中间料仓下料不畅，可采用振动料斗辅助下料，便可有效解决下料不畅问题，保证生产的顺畅高效。
 
 
3、分级机的主要参数调节
 
 
在产品控制阶段，通过调节分级器的叶轮片数、叶轮转速、引风机的风压、风量及二次风栅淘洗器的大小等来调节产品的粒度和产量。
 
如果风量过小，则产品粒度容易变细，产量降低；叶轮片数过少，则易形成高转速，不利于分级，产品质量降低；二次风栅陶洗器开度过小，粗料中夹杂的细粉提取不干净，影响分级效率。
 
 
4、耐磨防护
 
 
由于石英硬度高，对设备磨损严重，容易污染产品，必须对设备进行耐磨防护处理，尤其是电子级高纯硅微粉，对杂质含量要求在几个ppm以下，设备的防护方法是十分关键的。
 
所有腔体及管道等静止件，采用陶瓷或有机耐磨材料作内衬是十分有效可靠的。但分级转子由于其高速旋转，构造复杂，磨损最严重，防护难度较大。
 
使用振动磨分级系统生产的电子级高纯超细硅微粉为类球形粉体，相比球磨分级系统生产的不定形硅微粉其比表面积大，可以与环氧树脂之间充分接触，分散性较好。同时类球形硅微粉的粒径比无定型粒径要小，分散在环氧树脂中后相对增加了与环氧树脂间的接触面积，增多了结合点，更有利于提高两者的相容性。
 
 
来源：振动磨分级系统在电子级高纯超细硅微粉生产中的应用，作者：武英峰
编辑整理：粉体技术网
 

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