Application et marché de la poudre de silicium

La micropoudre de silicium est une sorte de poudre de silice non toxique, inodore et non polluante traitée par broyage, classification de précision, élimination des impuretés, sphéroïdisation à haute température et autres processus en tant que matières premières de quartz cristallin, de quartz fondu, etc. C’est un inorganique matériau non métallique avec d’excellentes propriétés telles qu’une résistance thermique élevée, une isolation élevée, un faible coefficient de dilatation linéaire et une bonne conductivité thermique.

Classification et variétés de poudre de silice

Pureté (%) par utilisation et w(SiO₂ ) : poudre de silicium ordinaire (> 99 %), poudre de silicium de qualité électrique (> 99, 6 %), poudre de silicium de qualité électronique (> 99, 7 %), poudre de silicium de qualité semi-conducteur ( >99,9%) etc.

Selon la composition chimique : poudre de silicium pur SiO₂ , poudre de silicium composite avec SiO₂ comme composant principal, etc.

Selon la forme des particules : poudre de silicium angulaire, poudre de silicium sphérique, etc.

De plus, il existe des classifications basées sur la taille des particules, l’activité de surface, etc.

• Poudre de silicium angulaire

Selon les types de matières premières, il peut être subdivisé en poudre de silicium cristallin et poudre de silicium fondu.

La poudre de silicium cristallin est un matériau en poudre de silice composé de blocs de quartz, de sable de quartz, etc., qui est traité par broyage, classification de précision et élimination des impuretés. Il améliore le coefficient de dilatation linéaire et les propriétés électriques des stratifiés plaqués de cuivre et des résines époxy. La performance des matériaux d’emballage et d’autres produits.

La poudre de silice fondue est constituée de silice fondue, de verre, etc. en tant que matières premières, et est fabriquée par des processus de broyage, de classification de précision et d’élimination des impuretés, et ses performances sont considérablement améliorées par rapport à la poudre de silice cristalline.

• Poudre de silice sphérique

Utilisant une micropoudre de silicium angulaire sélectionnée comme matière première, elle est transformée en matériau de poudre de silice sphérique par la méthode de la flamme et d’autres procédés. Il présente d’excellentes caractéristiques telles qu’une bonne fluidité, une faible contrainte, une faible surface spécifique et une densité apparente élevée.

Comparé à la poudre de silicium sphérique, le processus de production de la poudre de silicium angulaire est relativement simple et le champ d’application est relativement faible, de sorte que la valeur est relativement faible ; alors que la poudre de silicium sphérique a une meilleure fluidité, elle peut être utilisée comme charge pour obtenir un taux de remplissage et une uniformité plus élevés, et le prix relativement élevé, donc le prix est de 3 à 5 fois celui de la poudre de silicium angulaire.

La poudre de silicium sphérique est classée en fonction de sa taille de particule et peut être divisée en trois types : poudre de silicium sphérique micron (1-100 m), poudre de silicium sphérique submicronique (0,1-1,0 m) et poudre de silicium nano-sphérique (1-100 nm).

Avec le développement rapide de l’industrie mondiale de l’information électronique et l’amélioration continue de la 4G, de la 5G et d’autres technologies, des exigences techniques plus élevées ont été avancées pour la légèreté, la finesse et la brièveté des produits électroniques, les performances d’emballage de la puce et de la carte support. pour transporter la puce. La micropoudre de silicium sphérique évolue également vers le développement dans le sens d’une petite taille de particule et d’excellentes performances. La poudre de silice sphérique submicronique présente les avantages d’une petite taille de particule, d’une bonne distribution de la taille des particules, d’une grande pureté, d’une surface lisse et de l’absence d’agglomération entre les particules, ce qui peut compenser les inconvénients de la poudre de silice sphérique micron.

Méthodes de préparation de poudre de silicium sphérique submicronique : méthode en phase gazeuse, méthode de synthèse chimique, méthode de la flamme, méthode de combustion auto-propageante à basse température, méthode VMC… …

Méthode en phase gazeuse : Le produit préparé a une teneur élevée en impuretés telles que HCI et un pH bas. Il ne peut pas être utilisé comme matériau principal dans les produits électroniques. Il ne peut être ajouté qu’en petite quantité pour ajuster la viscosité et augmenter la résistance. De plus, les matières premières sont chères, les besoins en équipement sont élevés et la technologie est relativement élevée. complexe.

Synthèse chimique : La poudre de silicium sphérique submicronique préparée est généralement de faible densité et contient souvent plus de pores, ce qui entraîne une grande surface spécifique. Dans le même temps, le processus de production n’est pas respectueux de l’environnement.

Méthode à la flamme : Les matières premières utilisées sont des matières organiques de source de silicium. Les exigences de conception de sécurité du système d’alimentation sont plus strictes et le prix des matières premières est plus élevé, ce qui entraîne souvent des coûts de production plus élevés.

Méthode de combustion auto-propagée à basse température : la production industrielle à grande échelle n’a pas encore été atteinte, et si elle peut être industrialisée nécessite une vérification supplémentaire.

Méthode VMC : La poudre de silice sphérique submicronique préparée à partir de silicium métallique présente les caractéristiques d’une surface lisse et d’une teneur élevée en amorphe. Cependant, la matière première métal silicium utilisée est sujette à la déflagration de la poussière, et le processus de production présente un plus grand risque pour la sécurité.

Aperçu des applications et du marché de la poudre de silicium

En tant que charge fonctionnelle, les produits en poudre de silice ont des propriétés physiques et chimiques uniques telles qu’une résistance thermique élevée, une isolation élevée, un faible coefficient de dilatation linéaire et une bonne conductivité thermique. Ils peuvent être largement utilisés dans les stratifiés plaqués de cuivre, les matériaux d’emballage en plastique époxy, les matériaux d’isolation électrique, les adhésifs, la céramique, les revêtements, la chimie fine, les matériaux de construction avancés et d’autres domaines ont pénétré profondément dans l’électronique grand public, les appareils ménagers, les communications mobiles, l’industrie automobile, l’aérospatiale, la défense et l’industrie militaire, l’énergie éolienne et d’autres industries. Les bonnes perspectives de développement de l’industrie des applications en aval constituent une bonne garantie pour l’espace de croissance du marché de l’industrie de la poudre de silicium.

• Stratifié plaqué de cuivre

Le stratifié plaqué de cuivre est un matériau de base électronique fabriqué en imprégnant un tissu de fibre de verre ou d’autres matériaux de renforcement avec une matrice de résine, une ou les deux faces avec une feuille de cuivre et un pressage à chaud. Des charges sont nécessaires entre le matériau de base et les matériaux de renforcement. Afin d’améliorer la résistance à la chaleur et la fiabilité de la carte de circuit imprimé (carte PCB).

La micropoudre de silicium a d’excellentes performances dans la réduction du coefficient de dilatation linéaire, la réduction des propriétés diélectriques, l’amélioration de la conductivité thermique et une isolation élevée. L’ajout de micropoudre de silicium peut améliorer les propriétés physiques des cartes de circuits imprimés telles que le coefficient de dilatation linéaire et la conductivité thermique, améliorant ainsi efficacement les performances des produits électroniques. Fiabilité et dissipation thermique; et parce que la poudre de silicium a de bonnes propriétés diélectriques, elle peut améliorer la qualité de la transmission du signal.

À l’heure actuelle, le taux de remplissage de la résine dans la pratique industrielle est d’environ 50 % et le taux de remplissage de la poudre de silicium dans la résine est généralement de 30 %, c’est-à-dire que le rapport pondéral de la poudre de silicium dans le stratifié plaqué de cuivre peut atteindre 15 %.

Le stratifié plaqué de cuivre est un matériau électronique de base, et le PCB est le support clé pour les composants de circuit et les dispositifs dans les produits électroniques, et c’est la principale industrie en aval du stratifié plaqué de cuivre. À l’heure actuelle, la valeur de la production de PCB en Asie a représenté plus de 90 % du total mondial, et la valeur de la production de PCB de la Chine a représenté plus de 50 %.

• Composé de moulage époxy

Le composé de moulage époxy est un matériau clé utilisé pour encapsuler les puces dans les produits électroniques. Le taux de remplissage de la micropoudre de silicium dans le composé de moulage époxy est compris entre 70 % et 90 %. En prenant le taux de remplissage moyen de 80% pour le calcul, la capacité du marché de la micropoudre de silicium dans l’industrie nationale des composés de moulage époxy est de 80 000 tonnes.

Les circuits intégrés hautes performances ont des exigences élevées en matière de matériaux et le taux de pénétration de la poudre de silicium haut de gamme continue d’augmenter. Les circuits intégrés à très grande et à très grande échelle représentés par des puces haut de gamme ont des exigences extrêmement élevées pour les matériaux d’emballage, nécessitant non seulement l’utilisation de charges ultrafines dans les matériaux d’emballage, mais nécessitant également une haute pureté et un élément faiblement radioactif teneur. Les micropoudres de silicium angulaires traditionnelles ont été difficiles à satisfaire aux exigences. . La poudre de silicium sphérique, en particulier les produits submicroniques, présente d’excellentes propriétés telles qu’une résistance élevée à la chaleur, une résistance élevée à l’humidité, un taux de remplissage élevé, une faible expansion, une faible contrainte, une faible impureté et un faible coefficient de frottement, ce qui la rend indispensable à très grande échelle et des matériaux d’emballage de circuits intégrés à très grande échelle. Matériaux de remplissage fonctionnels manquants. Par conséquent, la conception, la fabrication, le conditionnement et les tests de semi-conducteurs nationaux et d’autres liens continuent d’être remplacés par la localisation, et la demande de poudre de silicium haut de gamme a également augmenté rapidement.

• Les demandes de céramiques en nid d’abeille, de revêtements et de matériaux de construction haut de gamme sont toutes en vigueur

Les principales matières premières des produits céramiques en nid d’abeille sont le talc, la poudre de microsilice, l’alumine, le kaolin, la cellulose, etc., et la poudre de microsilice pour les revêtements a également augmenté objectivement. La poudre de silice a une structure similaire au dioxyde de titane, a d’excellentes performances et un faible coût, et peut remplacer efficacement le dioxyde de titane.

Bénéficiant de la mise en œuvre des normes nationales de protection de l’environnement, les industries telles que les adhésifs respectueux de l’environnement et les panneaux de quartz artificiel ont obtenu de meilleures opportunités de développement. Les adhésifs spéciaux utilisés dans les ponts et les immeubles de grande hauteur, les emballages de bobines d’allumage automobiles, les éoliennes et d’autres domaines ont rapidement été obtenus. Avec le développement, l’industrie des panneaux de quartz artificiel haut de gamme s’est également améliorée. En outre, avec la promotion de l’économie circulaire du pays et la modernisation de l’industrie verte de la protection de l’environnement, le marbre artificiel devrait continuer à remplacer les carreaux de céramique traditionnels et les pierres naturelles et devenir un nouveau type de matériaux de construction avancés respectueux de l’environnement. Il est prévu qu’en 2025, la demande de poudre de silicium dans le domaine des matériaux de construction avancés pourrait augmenter de 358%.

Source de l’article : China Powder Network