Requisitos de índice y tendencia de desarrollo del polvo de silicio para placas revestidas de cobre.

Los materiales en polvo minerales no metálicos en la industria de placas revestidas de cobre son el principal proceso de producción de placas revestidas de cobre, principalmente de acuerdo con su rendimiento para seleccionar el relleno correspondiente, polvo de talco de relleno inorgánico de uso común, hidróxido de aluminio, alúmina, dióxido de hierro, polvo de silicio (dióxido de silicio), etc., de los cuales el polvo de silicio (dióxido de silicio) ha sido un relleno importante en todo tipo de placas revestidas de cobre.

1, las características de rendimiento del polvo de silicio.

El polvo de silicio es un material inorgánico no metálico no tóxico, insípido y no contaminante, procedente de cuarzo natural (SiO2) o cuarzo fundido (cuarzo natural después de fusión a alta temperatura, enfriamiento de SiO2 amorfo) mediante trituración, molienda (molino de bolas, vibración, molienda con aire), flotación, purificación de decapado y tratamiento de agua de alta pureza y otros procesos.

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El polvo de silicio es un tipo de relleno funcional que puede mejorar el aislamiento, la conductividad térmica, la estabilidad térmica, la resistencia a ácidos y álcalis (excepto HF), la resistencia al desgaste, el retardante de llama, la resistencia a la flexión y la estabilidad dimensional de la placa, reducir la tasa de expansión térmica de la placa y mejorar la constante dieléctrica de la placa revestida de cobre. Al mismo tiempo, debido a la abundancia de materias primas y al bajo precio del polvo de silicio, puede reducir el costo de las placas revestidas de cobre, por lo que se utiliza cada vez más en la industria de las placas revestidas de cobre.

2, el relleno de polvo de silicio comúnmente utilizado para placas revestidas de cobre

En la producción de placas revestidas de cobre, la proporción de alimentación de polvo de silicio tiene principalmente dos tipos: proporción general (15%-30%) y alta proporción de relleno (40%-70%), de las cuales la tecnología de alta proporción de relleno se utiliza principalmente en la producción de placas delgadas revestidas de cobre. Los rellenos de polvo de sílice comúnmente utilizados para placas revestidas de cobre son polvo de sílice cristalino ultrafino, polvo de sílice fundida, polvo de sílice compuesto, polvo de sílice esférico y polvo de sílice activo.

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(1) polvo de silicio cristalino ultrafino

El polvo de sílice cristalina ultrafina es un tipo de polvo de cuarzo que se procesa mediante lavado, trituración, separación magnética, trituración ultrafina y clasificación. La aplicación del polvo de silicio cristalino en la industria de placas revestidas de cobre comenzó antes en países extranjeros, y los fabricantes nacionales de polvo de silicio tienen la capacidad de producción de dicho polvo alrededor de 2007, y pronto ganaron el reconocimiento de los usuarios.

Después del uso de polvo de silicio cristalino, la rigidez, la estabilidad térmica y la absorción de agua de las placas revestidas de cobre han mejorado considerablemente. Con el rápido desarrollo del mercado de placas revestidas de cobre, la producción y la calidad del polvo de silicio cristalino han mejorado considerablemente.

Teniendo en cuenta la dispersión del relleno en la resina y los requisitos del proceso de pegado, el polvo de sílice cristalino debe activarse y luego usarse con el polvo esférico para evitar que se aglomere cuando se mezcla con la resina epoxi, o el pequeño tamaño de partícula del relleno provocará un fuerte aumento en la viscosidad del pegamento, lo que resultará en la humectación de la tela de fibra de vidrio durante el pegado.

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(2) Polvo de silicio fundido

El sistema de polvo de silicio fundido selecciona cuarzo natural, dióxido de silicio amorfo después de fusión y enfriamiento a alta temperatura como materia prima principal, y luego se procesa mediante un proceso único, la disposición de la estructura molecular del polvo fino cambia de una disposición ordenada a una disposición desordenada. Debido a su alta pureza, bajo coeficiente de expansión lineal, buena radiación electromagnética, resistencia a la corrosión química y otras características químicas estables, se utiliza a menudo en la producción de placas revestidas de cobre de alta frecuencia. Con el desarrollo de la tecnología de comunicación de alta frecuencia, la demanda de placas revestidas de cobre de alta frecuencia está aumentando y su mercado crece a un ritmo del 15-20% cada año, lo que también impulsará el crecimiento sincrónico de la demanda de polvo de silicio fundido.

(3) polvo de silicio compuesto

El polvo de sílice compuesto es un material en polvo de sílice vítreo elaborado a partir de cuarzo natural y otros minerales inorgánicos no metálicos (como óxido de calcio, óxido de boro, óxido de magnesio, etc.), que se procesa mediante combinación, fusión, enfriamiento, trituración, molienda, clasificación y otros procesos.

La dureza de Mohs del polvo de silicio compuesto es aproximadamente 5, menor que la del polvo de silicio puro. Durante el procesamiento de la placa de circuito impreso (PCB), no solo se puede reducir el desgaste de la broca, sino también mantener el coeficiente de expansión térmica, la resistencia a la flexión, la estabilidad dimensional y otras propiedades de la placa revestida de cobre. Es un tipo de embalaje con excelente desempeño integral. En la actualidad, muchos fabricantes nacionales de placas revestidas de cobre han comenzado a utilizar polvo de silicio compuesto para reemplazar el polvo de silicio ordinario.

(4) Polvo de silicio esférico

El polvo de silicio esférico es un tipo de material de polvo de silicio esférico con partículas uniformes, sin ángulo agudo, área de superficie específica pequeña, buena fluidez, baja tensión y gravedad específica aparente pequeña, obtenido mediante el procesamiento casi esférico y casi de fusión a alta temperatura de polvo de silicio angular irregular seleccionado como materia prima. Cuando se agrega a las materias primas para la producción de placas revestidas de cobre, puede aumentar considerablemente la cantidad de relleno y reducir la viscosidad del sistema de material mezclado. Mejore el rendimiento del procesamiento, mejore la permeabilidad de la tela de fibra de vidrio recubierta, reduzca la contracción del proceso de curado de resina epoxi, reduzca la diferencia de expansión térmica para mejorar la deformación de la lámina.

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Los productos de polvo de silicio esférico con una pureza del 99,8% y un tamaño de partícula promedio de 0,5μm-1μm son utilizados principalmente por los fabricantes japoneses de placas revestidas de cobre.

(5) Polvo de silicio activo

La compatibilidad entre el polvo de sílice y el sistema de resina se puede mejorar utilizando polvo de sílice tratado activo como relleno, y la resistencia a la humedad y al calor y la confiabilidad de la placa revestida de cobre se pueden mejorar aún más.

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En la actualidad, los productos nacionales de polvo de silicio activo debido a su único agente de acoplamiento de silicio, el tratamiento de mezcla simple, no es ideal, la mezcla de polvo y resina es fácil de unir, y muchas patentes extranjeras han propuesto el tratamiento activo del polvo de silicio, como la patente alemana propuso usar polisilano y polvo de silicio mezclados y agitados bajo irradiación ultravioleta, para obtener polvo de silicio activo; Los expertos japoneses propusieron que los derivados de silanodiol traten el polvo de silicio y agreguen catalizadores en el proceso de mezcla, de modo que el agente de acoplamiento pueda envolver uniformemente el polvo, de modo que la resina epoxi pueda lograr una combinación ideal con el polvo de silicio.

3, placa revestida de cobre sobre el rendimiento de los requisitos de polvo de silicio

(1) Requisitos para el tamaño de partícula del polvo de silicio.

En la placa revestida de cobre que utiliza relleno de polvo de silicio, el tamaño de las partículas no puede ser ni demasiado grande ni demasiado pequeño.

Matsushita Electric Company propuso: se reducirá el uso de partículas de tamaño promedio de más de 10 μm de polvo de silicio, hechas de placas revestidas de cobre, en aislamientos eléctricos. Cuando el tamaño medio de partícula es inferior a 0,05 μm, la viscosidad del sistema de resina aumentará y la capacidad de fabricación de la placa revestida de cobre se verá afectada.

Kyocera Chemical Company propuso que el tamaño promedio de partícula del polvo de silicio fundido debería estar dentro del rango de 0,05 a 2 μm, de los cuales el tamaño de partícula debería ser inferior a 10 μm, para garantizar una buena fluidez de la composición de resina.

Hitachi Chemical Company propuso: para mejorar la resistencia al calor y la fuerza de unión de la lámina de cobre de la relación 'mutuamente dual', el tamaño de partícula promedio del polvo de silicio sintético es apropiado en el rango de 1 a 5 μm, y en la placa revestida de cobre se debe prestar especial atención a la mejora del proceso de perforación 'enfocarse en la consideración', entonces el tamaño de partícula promedio de 0,4 a 0,7 μm es más adecuado.

(2) La selección de la morfología del polvo de silicio.

En diversas formas de sílice, en comparación con la sílice esférica fundida, la sílice transparente fundida y posteriormente el nano silicio (resina), el efecto de la sílice cristalina en el rendimiento del sistema de resina no es el mejor, como su dispersión, la resistencia al asentamiento no es tan buena como la sílice esférica fundida, la resistencia al choque térmico y el coeficiente de expansión térmica no es tan bueno como la sílice transparente fundida; El rendimiento general es peor que el del nano silicio (resina), pero por el costo y los beneficios económicos, la industria se inclina más a utilizar sílice cristalina de alta pureza.

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En la actualidad, la mayoría de las empresas nacionales revestidas de cobre todavía utilizan polvo de silicio cristalino. Además del precio relativamente alto del polvo de silicio fundido, su eficacia y características aún se encuentran en la etapa de comprensión y aplicación en lotes pequeños.

En la selección de variedades de polvo de silicio en la placa revestida de cobre, aunque el polvo de silicio esférico tiene muchos resultados de investigación en la patente japonesa (principalmente resultados en el rango de laboratorio) y tiene un buen efecto en la mejora de algunas propiedades de la placa revestida de cobre, su precio es alto y actualmente no se puede aplicar en grandes cantidades en la placa revestida de cobre convencional y de grado medio.

Por lo tanto, es importante reducir el costo de producción del polvo de silicio esférico y hacer un buen trabajo en el desarrollo y aplicación de la cooperación con los fabricantes nacionales de placas revestidas de cobre.

En resumen, en la aplicación de polvo de silicio, los fabricantes de placas revestidas de cobre deben considerar de manera integral de acuerdo con los principales proyectos e indicadores del rendimiento a lograr, así como la selección de otros rellenos, la aplicación de la tecnología de tratamiento de superficies de relleno, el costo y otros aspectos.

4, la tendencia de desarrollo del polvo de silicio en la aplicación de placas revestidas de cobre

(1) Polvo de silicio cristalino ultrafino prometedor

En la actualidad, el tamaño medio de partícula del polvo de silicio ultrafino aplicado a la placa revestida de cobre es de 2 a 3 micrones, y con el desarrollo del material del sustrato en la dirección ultrafina, se requerirá que el relleno tenga un tamaño de partícula más pequeño y una mejor disipación de calor. En el futuro, para las placas revestidas de cobre se utilizarán cargas ultrafinas con un tamaño medio de partículas de 0,5 a 1 micras. El polvo de sílice cristalino se utilizará ampliamente debido a su buena conductividad térmica. Teniendo en cuenta la dispersión de la carga en la resina y el buen desarrollo del proceso de pegado, es probable que se utilice polvo de sílice cristalino en combinación con polvo esférico. Aunque hay muchos rellenos con mejor conductividad térmica que el polvo de silicio cristalino, como el polvo esférico de alúmina, etc., tienen un precio elevado y es difícil que los fabricantes de placas revestidas de cobre los utilicen a gran escala en el futuro.

(2) El rápido desarrollo del mercado de polvo de silicio fundido.

Con el desarrollo de diversas tecnologías de comunicación avanzadas, se ha utilizado ampliamente una variedad de equipos de alta frecuencia y su mercado está creciendo a un ritmo de 15 a 20 cada año, lo que impulsará el rápido desarrollo del mercado de polvo de silicio fundido hasta cierto punto.

(3) Mercado estable de polvo de silicio compuesto

En la actualidad, la mayoría de los fabricantes nacionales de placas revestidas de cobre han comenzado a utilizar polvo de silicio compuesto para reemplazar el polvo de silicio cristalino y, aumentando gradualmente la proporción de uso, el mercado de polvo de silicio compuesto alcanzará la saturación en los próximos dos años. Los fabricantes de polvo de silicio al mismo tiempo aumentan la producción, pero también continúan optimizando los indicadores del producto; para reducir aún más el desgaste de la broca, será necesario desarrollar rellenos de menor dureza.

(4) Mercado optimista de polvos esféricos de alta gama

Los materiales de sustrato de PCB se están desarrollando rápidamente en la dirección del adelgazamiento, especialmente el adelgazamiento actual de los materiales de sustrato de placas multicapa HDI es más prominente. Muchos productos electrónicos portátiles, en la continua promoción de su carcasa 'delgada, liviana, pequeña' y multifuncional, necesitan más capas de PCB y un espesor más delgado. Con el desarrollo de productos electrónicos hacia la miniaturización y la integración, la proporción de placas HDI aumentará en el futuro y, al mismo tiempo, también se lanzan proyectos nacionales de placas portadoras de IC en muchos lugares de China. En un buen entorno de mercado, se requiere que los fabricantes nacionales de polvo de silicio puedan lanzar productos de polvo de silicio esférico de alta gama con alta pureza, alta fluidez, bajo coeficiente de expansión y buena distribución del tamaño de partículas, por lo que vale la pena esperar con ansias la perspectiva de aplicación del polvo de silicio esférico en la industria de placas revestidas de cobre.

(5) El mercado previsto de polvo de silicio activo

El uso de polvo de silicio activo como relleno puede mejorar algunas de las propiedades de la placa revestida de cobre, y ya existen fabricantes de polvo de silicio en el mercado para lanzar productos en polvo de silicio activo. Sin embargo, si desea promover el uso de polvo activo en el campo de las placas revestidas de cobre, los fabricantes de polvo de silicio tienen un largo camino por recorrer, no solo necesitan la estrecha cooperación de los fabricantes de agentes de acoplamiento ascendentes, sino que también necesitan la cooperación total de los fabricantes de placas revestidas de cobre descendentes. Mientras se resuelvan los problemas técnicos de la modificación, valdrá la pena mirar con ansias el mercado del polvo de silicio activado.