球形二氧化硅颗粒具有表面光滑、比表面积大、硬度高和适当的流动性等特点,此外还具有耐高温、低热膨胀系数、高绝缘、耐腐蚀和独特的光学特性,在大规模集成电路封装中覆铜板以及环氧塑封料填料、航空航天、精细化工和日用化妆品等高新技术领域有着广泛的应用。而日本雅都玛公司生产的球形二氧化硅产品,依靠优异的材料性能享誉全球。甚至在某些应用领域,雅都玛具有垄断优势,国内企业暂时还未形成技术突破,成了所谓卡脖子的材料涂料在线coatingol.com。接下来,小编就带您了解下雅都玛的工艺路线与应用。
雅都玛球形二氧化硅的制备的工艺路线
日本企业Admatechs(雅都玛)通过分散硅粉在氧气的气流中点火燃烧,通过反应热将反应物变成蒸汽或液体,在气化以及液化过程中,粉末锋利的边缘优先熔化,根据固体热力学原理,液滴由于表面张力而变为球状,随后将其进一步冷却固化,并经过混合分级、水洗和干燥等步骤,得到平均粒径为0.2~10μm的球状二氧化硅微粒。
反应过程如下图所示:
亚微米级球形二氧化硅制备过程
雅都玛高纯亚微米球形二氧化硅指标参数
对于生产粒径较大(平均粒径范围从5~30μm)的球状二氧化硅微粒,Admatechs(雅都玛)则采用表面熔融的方法,将结晶破碎的二氧化硅放入熔炉中,利用表面张力使其变为球状并进行冷却固化。
雅都玛微米级二氧化硅制备过程
雅都玛球形二氧化硅应用领域
雅都玛生产的球形二氧化硅有着优异的综合性能,无论是使导热性和电气绝缘性活用的胶黏剂,还是让高流动和强韧性并存的液态树脂,又或者对耐热和耐候性有要求的功能性涂料都有着雅都玛球形二氧化硅的身影。其也可以应用于包括MPU和存储器等超薄半导体的塑封料,LCD和PDP等的平板显示设备的隔膜密封材料,以及以汽车零部件为首的工程塑料等等。接下来我们就来看一下具体有哪些应用领域:
01 电子电路封装领域
日常生活中的电脑和智能手机都离不开覆铜板的使用,覆铜板主要由树脂和二氧化硅构成,树脂与二氧化硅热膨胀系数不同,在使用过程中芯片等势必会带来温度的升高,这就使得树脂可能因为受热膨胀而使得芯片等收到挤压,甚至可能会破坏芯片的结构。使用二氧化硅微球可以有效降低材料的热膨胀系数,从而防止芯片的损坏。
覆铜板
02 LED发光领域
LED灯在日常生活中有着广泛的使用,但是,LED发出的光线是线性的,直接使用我们只能利用其中的一部分。由于雅都玛生产的二氧化硅是精细的球形颗粒,因此光可以散射到各种方向。通过将球形二氧化硅一起添加到透镜中,LED发出的光就能得到有效的利用。
LED灯泡
03 隔热涂料领域
近年来,随着全球变暖的加剧,人们越来越需要在夏天保持凉爽。为了满足这一需求,雅都玛生产的球形二氧化硅也可以用于隔热涂料领域。由于隔热涂料中混合的球形二氧化硅具有一定的尺寸结构,因此可有效反射一部分太阳光,从而抑制阳光对地基墙面的加热。
隔热涂料
04 手机
手机的轻薄化是手机厂商们一直以来的目标,手机IC封装就需要更加精细、高性能的材料,使用小尺寸高纯球形二氧化硅来保证这个目标是必不可少的。
05 加工助剂
雅都玛生产的球形二氧化硅颗粒可以提高粉末和喷涂材料(金属粉末、陶瓷粉末、尼龙珠、石膏等)的流动性,从而在3D打印机粉末烧结层压成型过程中实现粉末均匀供应。它也可用作有机或金属粉末、无机粉末及其功能性陶瓷、无机颜料等机械研磨的助剂。它还可用作烧结助剂、油墨润滑剂、粉末催化剂、分散性改善剂以及如光/热稳定剂。
Admatechs(雅都玛)采用不同方法制备出各种尺寸结构不同的球形二氧化硅,从而满足不同行业对球形二氧化硅的特定需求。对于国内硅微粉生产企业来讲,雅都玛硅粉燃烧法生产高纯度、低铁、低放射性元素亚微米级球形二氧化硅的技术,更值得学习借鉴。