الزامات شاخص و روند توسعه پودر سیلیکون برای ورق مسی

مواد پودر معدنی غیر فلزی در صنعت ورق روکش مسی اصلی ترین پرکننده معدنی است، فرآیند تولید ورق روکش مس عمدتاً با توجه به عملکرد آن برای انتخاب پرکننده مربوطه، پودر تالک پرکننده معدنی معمولی، هیدروکسید آلومینیوم، آلومینا، دی اکسید آهن، پودر سیلیکون (سیلیسیم دی اکسید) و غیره (که همه آن ها پودر سیلیکون پرکننده مهم هستند) از صفحه روکش مسی

1، ویژگی های عملکرد پودر سیلیکون

پودر سیلیکون یک ماده غیر فلزی غیر آلی غیر سمی، بی مزه و غیر آلاینده است که از کوارتز طبیعی (SiO2) یا کوارتز مذاب (کوارتز طبیعی پس از ذوب در دمای بالا، خنک کردن SiO2 آمورف) با خرد کردن، آسیاب کردن (آسیاب گلوله‌ای، ارتعاش، آسیاب هوا)، فلوتاسیون، تصفیه آب بالا و سایر فرآیندهای خالص‌سازی آب است.

لکه

پودر سیلیکون نوعی پرکننده کاربردی است که می تواند عایق، هدایت حرارتی، پایداری حرارتی، مقاومت اسیدی و قلیایی (به جز HF)، مقاومت در برابر سایش، مقاومت در برابر شعله، مقاومت خمشی و ثبات ابعادی صفحه را بهبود بخشد، نرخ انبساط حرارتی صفحه را کاهش دهد و ثابت دی الکتریک صفحه روکش مس را بهبود بخشد. در عین حال، به دلیل مواد خام فراوان و قیمت پایین پودر سیلیکون، می تواند هزینه ورق مسی را کاهش دهد، بنابراین به طور فزاینده ای در صنعت ورق روکش مسی استفاده می شود.

2، پرکننده پودر سیلیکونی که معمولاً برای ورق مسی استفاده می شود

در تولید صفحه روکش مسی، نسبت تغذیه پودر سیلیکون عمدتاً دارای دو نوع نسبت کلی (15٪ - 30٪) و نسبت پر شدن بالا (40٪ - 70٪) است که از فناوری نسبت پر شدن بالا بیشتر در تولید صفحه روکش نازک مس استفاده می شود. پرکننده های پودر سیلیکا که معمولا برای صفحات روکش مس استفاده می شود عبارتند از پودر سیلیس کریستالی بسیار ریز، پودر سیلیس ذوب شده، پودر سیلیس کامپوزیت، پودر سیلیس کروی و پودر سیلیس فعال.

لکه

(1) پودر سیلیکون کریستالی بسیار ریز

پودر سیلیس کریستالی بسیار ریز نوعی پودر کوارتز است که با شستشو، خرد کردن، جداسازی مغناطیسی، خرد کردن بسیار ریز و دانه بندی پردازش می شود. استفاده از پودر سیلیکون کریستالی در صنعت ورق مسی زودتر در کشورهای خارجی آغاز شد و تولید کنندگان پودر سیلیکون داخلی در حدود سال 2007 ظرفیت تولید چنین پودری را داشتند و به زودی مورد توجه کاربران قرار گرفت.

پس از استفاده از پودر سیلیکون کریستالی، سفتی، پایداری حرارتی و جذب آب ورق با روکش مس تا حد زیادی بهبود یافته است، با توسعه سریع بازار ورق مسی، تولید و کیفیت پودر سیلیکون کریستالی تا حد زیادی بهبود یافته است.

با توجه به پراکندگی پرکننده در رزین و الزامات فرآیند چسباندن، پودر سیلیس کریستالی باید فعال شود و سپس با پودر کروی استفاده شود تا در هنگام مخلوط شدن با رزین اپوکسی از کلوخه شدن جلوگیری شود، در غیر این صورت اندازه ذرات کوچک پرکننده منجر به افزایش شدید ویسکوزیته شیشه در حین چسباندن چسب می شود.

لکه

(2) پودر سیلیکون مذاب

سیستم پودر سیلیکون مذاب کوارتز طبیعی، دی اکسید سیلیکون آمورف را پس از ذوب و خنک شدن در دمای بالا به عنوان ماده خام اصلی انتخاب می کند و سپس با فرآیندی منحصر به فرد پردازش می شود، آرایش ساختار مولکولی پودر ریز از آرایش منظم به ترتیب بی نظم تغییر می کند. با توجه به خلوص بالا، ضریب انبساط خطی کم، تابش الکترومغناطیسی خوب، مقاومت در برابر خوردگی شیمیایی و سایر ویژگی های شیمیایی پایدار، اغلب در تولید ورق مسی با فرکانس بالا استفاده می شود. با توسعه فن آوری ارتباطات با فرکانس بالا، تقاضا برای ورق مسی با فرکانس بالا در حال افزایش است و بازار آن هر ساله با نرخ 15-20٪ در حال رشد است، که همچنین باعث رشد همزمان تقاضا برای پودر سیلیکون مذاب می شود.

(3) پودر سیلیکون مرکب

پودر سیلیس کامپوزیتی یک ماده پودر سیلیس شیشه ای است که از کوارتز طبیعی و سایر مواد معدنی غیر فلزی غیر آلی (مانند اکسید کلسیم، اکسید بور، اکسید منیزیم و غیره) ساخته شده است که با ترکیب، ذوب، سرد کردن، خرد کردن، آسیاب کردن، دانه بندی و سایر فرآیندها پردازش می شود.

سختی Mohs پودر سیلیکون کامپوزیت حدود 5 است که کمتر از پودر سیلیکون خالص است. در طول پردازش برد مدار چاپی (PCB)، نه تنها می تواند سایش بیت را کاهش دهد، بلکه ضریب انبساط حرارتی، استحکام خمشی، ثبات ابعادی و سایر خواص صفحه روکش مسی را نیز حفظ می کند. این یک نوع بسته بندی با عملکرد جامع عالی است. در حال حاضر، بسیاری از تولیدکنندگان داخلی ورق مسی، شروع به استفاده از پودر سیلیکون کامپوزیت برای جایگزینی پودر سیلیکون معمولی کرده‌اند.

(4) پودر سیلیکون کروی

پودر سیلیکون کروی نوعی ماده پودر سیلیکون کروی با ذرات یکنواخت، بدون زاویه حاد، مساحت سطح ویژه کوچک، سیالیت خوب، تنش کم و وزن مخصوص فله کوچک است که از دمای بالا نزدیک به ذوب و پردازش نزدیک به کروی پودر سیلیکون زاویه ای نامنظم انتخاب شده به عنوان مواد خام به دست می آید. هنگامی که به مواد خام برای تولید صفحه روکش مس اضافه می شود، می تواند میزان پر شدن را به میزان زیادی افزایش دهد و ویسکوزیته سیستم مواد مخلوط را کاهش دهد. بهبود عملکرد پردازش، بهبود نفوذپذیری پارچه فیبر شیشه ای پوشش داده شده، کاهش انقباض فرآیند پخت رزین اپوکسی، کاهش اختلاف انبساط حرارتی برای بهبود تاب برداشتن ورق.

لکه

محصولات پودر سیلیکون کروی با خلوص 99.8٪ و اندازه ذرات متوسط ​​0.5μm-1μm بیشتر توسط تولید کنندگان ورق مسی ژاپنی استفاده می شود.

(5) پودر سیلیکون فعال

سازگاری بین پودر سیلیس و سیستم رزین را می توان با استفاده از پودر سیلیس تصفیه شده فعال به عنوان پرکننده بهبود بخشید و مقاومت در برابر رطوبت و گرما و قابلیت اطمینان صفحه روکش فلزی را می توان بیشتر بهبود بخشید.

لکه

در حال حاضر، محصولات پودر سیلیکون فعال داخلی به دلیل تنها عامل جفت سیلیکونی آن، درمان اختلاط ساده، ایده آل نیست، مخلوط کردن پودر و رزین آسان است، و بسیاری از ثبت اختراعات خارجی درمان فعال پودر سیلیکون را پیشنهاد کرده اند، مانند حق ثبت اختراع آلمانی پیشنهاد استفاده از پلی سیلان و پودر سیلیکون مخلوط، و همزدن در زیر پودر سیلیکون فعال برای به دست آوردن تابش سیلیکون فعال، کارشناسان ژاپنی پیشنهاد کردند که مشتقات سیلاندیول پودر سیلیکون را درمان کرده و کاتالیزورهایی را در فرآیند اختلاط اضافه کنند، به طوری که عامل جفت کننده بتواند به طور یکنواخت پودر را بپیچد تا رزین اپوکسی بتواند ترکیب ایده آلی با پودر سیلیکون به دست آورد.

3، ورق مس روکش شده در عملکرد مورد نیاز پودر سیلیکون

(1) الزامات برای اندازه ذرات پودر سیلیکون

در صفحه روکش مسی با استفاده از پرکننده پودر سیلیکون، اندازه ذرات نمی تواند خیلی بزرگ یا خیلی کوچک باشد.

شرکت ماتسوشیتا الکتریک پیشنهاد کرد: استفاده از اندازه ذرات متوسط ​​بیش از 10 میکرومتر پودر سیلیکون ساخته شده از ورق مسی در عایق الکتریکی کاهش می یابد. هنگامی که اندازه متوسط ​​ذرات کمتر از 0.05μm باشد، ویسکوزیته سیستم رزین افزایش می‌یابد و قابلیت ساخت ورق مسی تحت تأثیر قرار می‌گیرد.

شرکت شیمیایی Kyocera پیشنهاد کرد که اندازه متوسط ​​ذرات پودر سیلیکون مذاب باید در محدوده 0.05-2μm باشد که اندازه ذرات باید کمتر از 10μm باشد تا از سیالیت خوب ترکیب رزین اطمینان حاصل شود.

شرکت شیمی هیتاچی پیشنهاد کرد: به منظور بهبود مقاومت حرارتی و استحکام اتصال فویل مسی رابطه 'دوگانه متقابل'، اندازه متوسط ​​ذرات پودر سیلیکون مصنوعی در محدوده 1-5μm مناسب است و در صفحه روکش مسی توجه ویژه به بهبود پردازش حفاری می‌شود.

(2) انتخاب مورفولوژی پودر سیلیکون

در اشکال مختلف سیلیس، در مقایسه با سیلیس کروی مذاب، سیلیس شفاف مذاب و بعداً نانو سیلیسیم (رزین)، تأثیر سیلیس کریستالی بر عملکرد سیستم رزین بهترین نیست، مانند پراکندگی آن، مقاومت در برابر نشست به خوبی سیلیس کروی مذاب، مقاومت در برابر شوک حرارتی و ضریب انبساط حرارتی خوب به اندازه سیلیس شفاف نیست؛ عملکرد کلی بدتر از نانو سیلیکون (رزین) است، اما به دلیل هزینه و مزایای اقتصادی، صنعت تمایل بیشتری به استفاده از سیلیس کریستالی با خلوص بالا دارد.

لکه

در حال حاضر، اکثر شرکت های داخلی با پوشش مس هنوز از پودر سیلیکون کریستالی استفاده می کنند. علاوه بر قیمت نسبتاً بالای پودر سیلیکون مذاب، کارایی و ویژگی های آن هنوز در مرحله درک و کاربرد دسته ای کوچک است.

در انتخاب انواع پودر سیلیکون در صفحه روکش مس، اگرچه پودر سیلیکون کروی دارای نتایج تحقیقاتی بسیاری در ثبت اختراع ژاپنی است (بیشتر در محدوده آزمایشگاهی) و تأثیر خوبی در بهبود برخی از خواص صفحه روکش مسی دارد، اما قیمت آن بالا است و در حال حاضر امکان استفاده از آن در مقادیر زیاد در سطوح مس معمولی و متوسط ​​وجود ندارد.

بنابراین کاهش هزینه تولید پودر سیلیکون کروی و انجام کار خوب در توسعه و همکاری با تولیدکنندگان داخلی ورق مسی حائز اهمیت است.

به طور خلاصه، در کاربرد پودر سیلیکون، تولیدکنندگان صفحات روکش مسی باید با توجه به پروژه‌های اصلی و شاخص‌های عملکردی که باید به آن دست یابند، و همچنین انتخاب سایر پرکننده‌ها، استفاده از فناوری تصفیه سطح پرکننده، هزینه و سایر جنبه‌ها را به طور جامع در نظر بگیرند.

4، روند توسعه پودر سیلیکون در استفاده از صفحه روکش مس

(1) پودر سیلیکون کریستالی بسیار ریز امیدوارکننده

در حال حاضر، متوسط ​​اندازه ذرات پودر سیلیکون فوق ریز اعمال شده بر روی صفحه مسی 2-3 میکرون است و با توسعه مواد بستر به سمت فوق نازک، پرکننده نیاز به اندازه ذرات کوچکتر و اتلاف حرارت بهتر خواهد داشت. در آینده از پرکننده های بسیار ریز با اندازه متوسط ​​ذرات 0.5-1 میکرون برای صفحات روکش مس استفاده می شود. پودر سیلیس کریستالی به دلیل هدایت حرارتی خوب آن به طور گسترده مورد استفاده قرار خواهد گرفت. با توجه به پراکندگی پرکننده در رزین و توسعه صاف فرآیند چسباندن، احتمالاً پودر سیلیس کریستالی در ترکیب با پودر کروی استفاده می شود. اگرچه پرکننده های زیادی با رسانایی حرارتی بهتر نسبت به پودر سیلیکون کریستالی مانند پودر کروی آلومینا و غیره وجود دارند، اما قیمت بالایی دارند و استفاده از آنها در مقیاس بزرگ توسط تولید کنندگان صفحات روکش مسی در آینده دشوار است.

(2) توسعه سریع بازار پودر سیلیکون مذاب

با توسعه فن آوری های مختلف ارتباطی پیشرفته، انواع تجهیزات با فرکانس بالا به طور گسترده ای مورد استفاده قرار گرفته است و بازار آن هر ساله با نرخ 15-20 در حال رشد است که باعث توسعه سریع بازار پودر سیلیکون ذوب شده تا حد معینی خواهد شد.

(3) بازار پودر سیلیکون کامپوزیت پایدار

در حال حاضر، اکثر تولید کنندگان ورق مسی داخلی شروع به استفاده از پودر سیلیکون کامپوزیت برای جایگزینی پودر سیلیکون کریستالی کرده اند و به تدریج نسبت استفاده را افزایش می دهند، بازار پودر سیلیکون کامپوزیت در دو سال آینده به اشباع خواهد رسید. تولید کنندگان پودر سیلیکون همزمان تولید را افزایش می دهند، اما همچنان به بهینه سازی شاخص های محصول ادامه می دهند، به منظور کاهش بیشتر سایش مته، توسعه پرکننده با سختی پایین تر ضروری خواهد بود.

(4) بازار پودر کروی با کیفیت بالا خوش بینانه

مواد بستر PCB به سرعت در جهت نازک شدن در حال توسعه هستند، به خصوص نازک شدن فعلی مواد بستر تخته چند لایه HDI برجسته تر است. بسیاری از محصولات الکترونیکی قابل حمل در تبلیغ مستمر مورد 'نازک، سبک، کوچک' و چند منظوره خود، نیاز به لایه‌های بیشتری از PCB، ضخامت نازک‌تر دارند. با توسعه محصولات الکترونیکی در جهت کوچک سازی و یکپارچه سازی، نسبت بردهای HDI در آینده افزایش خواهد یافت و همزمان، پروژه های برد حامل آی سی داخلی نیز در بسیاری از نقاط چین راه اندازی می شود. در یک محیط بازار خوب، لازم است که تولید کنندگان پودر سیلیکون داخلی بتوانند محصولات پودر سیلیکون کروی با درجه خلوص بالا، سیالیت بالا، ضریب انبساط کم و توزیع اندازه ذرات خوب را روانه بازار کنند، بنابراین چشم انداز کاربرد پودر سیلیکون کروی در صنعت صفحات روکش مسی قابل توجه است.

(5) بازار پودر سیلیکون فعال پیش بینی شده

استفاده از پودر سیلیکون فعال به عنوان پرکننده می تواند برخی از خواص صفحه روکش مس را بهبود بخشد و در حال حاضر تولید کنندگان پودر سیلیکون در بازار وجود دارند که محصولات پودر سیلیکون فعال را روانه بازار می کنند. با این حال، اگر می خواهید استفاده از پودر فعال در زمینه ورق مسی را ترویج دهید، تولید کنندگان پودر سیلیکون راه درازی در پیش دارند، نه تنها به همکاری نزدیک سازندگان عامل کوپلینگ بالادستی نیاز دارند، بلکه به همکاری کامل تولیدکنندگان صفحات روکش مسی پایین دستی نیز نیاز دارند. تا زمانی که مشکلات فنی اصلاح حل شود، بازار پودر سیلیکون فعال قابل توجه خواهد بود.