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高品質硅微粉的應用現狀與發展趨勢
日期:2022-07-12

硅微粉是以結晶石英、熔融石英等為原料,經研磨、精密分級、除雜、高溫球化等工藝加工而成的一種無毒、無味、無污染二氧化硅粉體,是具有高耐熱、高絕緣、低線性膨脹系數和導熱性好等優異性能的無機非金屬材料。

硅微粉產品、性質多樣,滿足多領域應用需求

依據不同劃分方法,硅微粉分為不同產品。按照原料來源劃分為結晶型、熔融型、方石英型、復合型;按照粒徑劃分為微米級(>1um)、亞微米級(0.1um-1um)、納米級(<100nm);按照顆粒形狀劃分為角型、球形、多面體型;按照電導率劃分為電子級(<10us/cm)、電工級(<300us/cm)、普通級(沒有限制)等。

作為無機非金屬礦物功能性粉體材料,硅微粉產品、性質多樣,可滿足多領域應用需求。如方石英型硅微粉是選取優質的天然石英為原料,通過高溫煅燒之后而獲得的高純度硅石,通過急冷從而改變它的晶體結構,再進行粉碎制成的硅微粉,它的主晶相是方石英。由于它的化學性質穩定,具有合理有序、可控的粒度分布,因此被廣泛應用到陶瓷釉料、橡膠填料等領域;結晶硅微粉是以石英塊、石英砂等為原料,經過研磨、精密分級、除雜等工序加工而成的二氧化硅粉體材料。顏色白、質純,具有穩定的物理、化學特性以及合理、可控的粒度分布,在線性膨脹系數、電性能等方面改善覆銅板、環氧封裝材料等產品的性能;熔融硅微粉是選用熔融石英、玻璃類等作為原料,經過研磨、精密分級和除雜等工藝制成,性能較結晶硅微粉大幅改善。其顏色白、純度也較高。與此同時還具備極低的線性膨脹系數、良好的電磁輻射性能、耐化學腐蝕、穩定的化學特性以及合理有序且可控的粒度分布??蓱糜诟层~板、環氧塑封料、電工絕緣材料、膠粘劑、涂料、陶瓷等。

硅微粉需求穩步增長,高階產品需求旺盛

下游應用行業良好的發展前景為硅微粉行業的市場增長空間提供了良好的保障。與此同時,高頻高速覆銅板、半導體封裝、蜂窩陶瓷等領域帶動高端硅微粉高速增長。以覆銅板為例,2014年至2019年,國內覆銅板行業產量的年復合增長率為6.55%。以增長率6.55%估算,到2025年,國內覆銅板行業產量將達到10.45億平方米。按2.5千克/平方米的重量估算,據此測算出到2025年我國覆銅板行業產量約為261.2萬噸。以硅微粉在覆銅板中的填充比例15%估算,到2025年我國覆銅板用硅微粉需求量為39.18萬噸。

高階產品需求旺盛,對硅微粉的品質也提出了更高的要求,如要求純度不斷提高、粒度越來越細、顆粒形態球形化等等。作為填充材料,球形硅微粉相較于結晶硅微粉和熔融硅微粉等性能更好、效果更好;填充率更高能夠顯著降低覆銅板和環氧塑封料的線性膨脹系數,膨脹性能接近于單晶硅,從而提升電子產品的可靠性;使用球形硅微粉的環氧塑封料應力集中小、強度高,更適用于半導體芯片封裝;流動性更好,能夠顯著降低對設備和模具的磨損。因此球形硅微粉在高端PCB板、大規模集成電路用環氧塑封料、高端涂料、特種陶瓷等領域有廣泛應用。

整體而言,高品質硅微粉具有更廣泛的應用、更高的需求,同時也是國內廠商需要奮起直追、加速國產替代的領域。目前全球硅微粉產能主要集中在日本及中國,其中日本企業優勢明顯,占據全球70%以上高端份額。近年來國內的硅微粉生產企業數量和產能在迅猛增加,但產品絕大多數還在中低端徘徊

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