Principaux domaines d’application et caractéristiques de la micropoudre de silicium
La poudre de silice est un matériau inorganique non métallique dont le principal composant est le dioxyde de silicium. Elle est composée de quartz cristallin, de quartz fondu, etc., et est traitée par broyage, calibrage de précision, élimination des impuretés, etc. Elle présente d’excellentes propriétés diélectriques, un faible coefficient de dilatation thermique et une conductivité thermique élevée. Elle est largement utilisée dans les stratifiés cuivrés, les composés de moulage époxy, les matériaux isolants, les adhésifs, les revêtements, les céramiques et d’autres domaines.
1. Stratifié cuivré
Le stratifié cuivré est un substrat important pour la fabrication de circuits imprimés composés d’une structure « feuille de cuivre + couche d’isolation diélectrique (résine et matériau de renfort) + feuille de cuivre ». C’est un matériau de base en amont pour divers systèmes de circuits.
Les charges pour les stratifiés cuivrés sont la micropoudre de silicium, l’hydroxyde d’aluminium, l’hydroxyde de magnésium, le talc, la poudre de mica et d’autres matériaux. Parmi ces matériaux, la micropoudre de silicium présente des avantages relatifs en termes de résistance à la chaleur, de propriétés mécaniques, de propriétés électriques et de dispersibilité dans les systèmes de résine. Elle peut être utilisée pour améliorer la résistance à la chaleur et à l’humidité, renforcer la rigidité des stratifiés cuivrés minces, réduire le coefficient de dilatation thermique, améliorer la stabilité dimensionnelle, améliorer la précision du positionnement du perçage et le lissage des parois internes, ainsi que l’adhérence entre les couches ou entre les couches isolantes et les feuilles de cuivre. Elle est donc privilégiée dans les charges pour stratifiés cuivrés.
La micropoudre de silicium sphérique offre les meilleures performances, mais son coût est élevé. Elle est réservée aux stratifiés cuivrés haut de gamme. En termes de conductivité thermique, de remplissage, de dilatation thermique et de propriétés diélectriques, la micropoudre de silicium sphérique est plus performante, mais son prix est inférieur à celui de la micropoudre de silicium angulaire. Par conséquent, compte tenu de ses performances et de son coût, la micropoudre de silicium sphérique est actuellement principalement utilisée dans les stratifiés cuivrés haut de gamme, tels que les stratifiés cuivrés haute fréquence et haute vitesse, les supports de circuits intégrés, etc. Plus le scénario d’application est complexe, plus le taux d’ajout est élevé.
2. Composé de moulage époxy
Le composé de moulage époxy est un composé de moulage en poudre composé de résine époxy comme résine de base, de résine phénolique haute performance comme agent de durcissement, de poudre de silicium comme charge et de divers additifs. C’est un matériau essentiel pour l’encapsulation de semi-conducteurs tels que les circuits intégrés (plus de 97 % des encapsulations de semi-conducteurs utilisent du composé de moulage époxy).
3. Matériau d’isolation électrique
La poudre de silicium utilisée dans les produits d’isolation électrique permet de réduire efficacement le coefficient de dilatation linéaire du produit durci et le taux de retrait pendant le processus de durcissement, de réduire les contraintes internes et d’améliorer la résistance mécanique du matériau isolant, améliorant ainsi ses propriétés mécaniques et électriques. Par conséquent, les exigences fonctionnelles des clients dans ce domaine pour la micropoudre de silicium se traduisent principalement par un faible coefficient de dilatation linéaire, une isolation élevée et une résistance mécanique élevée, tandis que les exigences en matière de propriétés diélectriques et de conductivité thermique sont relativement faibles.
Dans le domaine des matériaux d’isolation électrique, les micropoudres de silicium à spécification unique, d’une granulométrie moyenne de 5 à 25 µm, sont généralement sélectionnées en fonction des caractéristiques des produits d’isolation électrique et des exigences de leur procédé de production. Des exigences élevées sont imposées en matière de blancheur, de granulométrie, etc.
4. Adhésifs
L’ajout de micropoudre de silicium à une résine adhésive permet de réduire efficacement le coefficient de dilatation linéaire du produit durci et le taux de retrait pendant le durcissement, d’améliorer la résistance mécanique de l’adhésif, sa résistance à la chaleur, sa perméabilité et sa dissipation thermique, améliorant ainsi l’adhérence et l’étanchéité.
La granulométrie de la micropoudre de silicium influence la viscosité et la sédimentation de l’adhésif, ce qui affecte sa mise en œuvre et son coefficient de dilatation linéaire après durcissement.
5. Céramiques alvéolaires
Les supports en céramique alvéolaire pour la purification des gaz d’échappement automobiles et les filtres à particules diesel en cordiérite sont fabriqués à partir d’alumine, de micropoudres de silicium et d’autres matériaux par mélange, moulage par extrusion, séchage, frittage, etc. La micropoudre de silicium sphérique améliore le taux de moulage et la stabilité des produits en céramique alvéolaire.