Exigences d'indice et tendance de développement de la poudre de silicium pour les plaques plaquées de cuivre

Les matériaux en poudre minérale non métalliques dans l'industrie des plaques plaquées de cuivre sont la principale charge inorganique, le processus de production de plaques plaquées de cuivre principalement en fonction de ses performances pour sélectionner la charge correspondante, la poudre de talc de charge inorganique couramment utilisée, l'hydroxyde d'aluminium, l'alumine, le dioxyde de fer, la poudre de silicium (dioxyde de silicium), etc., dont la poudre de silicium (dioxyde de silicium) a été une charge importante dans tous les types de plaques plaquées de cuivre.

1, les caractéristiques de performance de la poudre de silicium

La poudre de silicium est un matériau non métallique inorganique non toxique, insipide et non polluant, provenant du quartz naturel (SiO2) ou du quartz fondu (quartz naturel après fusion à haute température, refroidissement du SiO2 amorphe) par concassage, broyage (broyage à billes, vibration, broyage à l'air), flottation, purification par décapage et traitement de l'eau de haute pureté et autres processus.

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La poudre de silicium est une sorte de charge fonctionnelle, qui peut améliorer l'isolation, la conductivité thermique, la stabilité thermique, la résistance aux acides et aux alcalis (sauf HF), la résistance à l'usure, le retardateur de flamme, la résistance à la flexion et la stabilité dimensionnelle de la plaque, réduire le taux de dilatation thermique de la plaque et améliorer la constante diélectrique de la plaque plaquée de cuivre. Dans le même temps, en raison de l'abondance des matières premières et du faible prix de la poudre de silicium, elle peut réduire le coût des plaques cuivrées, de sorte qu'elle est de plus en plus largement utilisée dans l'industrie des plaques cuivrées.

2, le remplisseur de poudre de silicium couramment utilisé pour les plaques plaquées de cuivre

Dans la production de plaques plaquées de cuivre, la proportion d'alimentation en poudre de silicium présente principalement deux types de proportion générale (15 % à 30 %) et une proportion de remplissage élevée (40 % à 70 %), dont la technologie à proportion de remplissage élevée est principalement utilisée dans la production de plaques minces plaquées de cuivre. Les charges de poudre de silice couramment utilisées pour les plaques plaquées de cuivre sont la poudre de silice cristalline ultrafine, la poudre de silice fondue, la poudre de silice composite, la poudre de silice sphérique et la poudre de silice active.

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(1) poudre de silicium cristallin ultrafin

La poudre de silice cristalline ultrafine est une sorte de poudre de quartz qui est traitée par lavage, concassage, séparation magnétique, concassage ultrafin et classement. L'application de la poudre de silicium cristallin dans l'industrie des plaques plaquées de cuivre a commencé plus tôt dans les pays étrangers, et les fabricants nationaux de poudre de silicium ont la capacité de production d'une telle poudre vers 2007 et ont rapidement gagné la reconnaissance des utilisateurs.

Après l'utilisation de poudre de silicium cristallin, la rigidité, la stabilité thermique et l'absorption d'eau des plaques cuivrées ont été grandement améliorées, avec le développement rapide du marché des plaques cuivrées, la production et la qualité de la poudre de silicium cristallin ont été grandement améliorées.

Compte tenu de la dispersion de la charge dans la résine et des exigences du processus de collage, la poudre de silice cristalline doit être activée puis utilisée avec la poudre sphérique pour éviter l'agglutination lorsqu'elle est mélangée à la résine époxy, sinon la petite taille des particules de la charge entraînera une forte augmentation de la viscosité de la colle, entraînant le mouillage du tissu en fibre de verre lors du collage.

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(2) Poudre de silicium fondu

Le système de poudre de silicium fondu sélectionne le quartz naturel, le dioxyde de silicium amorphe après fusion et refroidissement à haute température comme matière première principale, puis traité par un processus unique, l'arrangement de la structure moléculaire de la poudre fine passe d'un arrangement ordonné à un arrangement désordonné. En raison de sa grande pureté, de son faible coefficient de dilatation linéaire, de son bon rayonnement électromagnétique, de sa résistance à la corrosion chimique et d'autres caractéristiques chimiques stables, il est souvent utilisé dans la production de plaques plaquées de cuivre haute fréquence. Avec le développement de la technologie de communication haute fréquence, la demande de plaques plaquées de cuivre haute fréquence augmente et son marché croît à un rythme de 15 à 20 % chaque année, ce qui entraînera également la croissance synchrone de la demande de poudre de silicium fondu.

(3) poudre de silicium composée

La poudre de silice composite est un matériau en poudre de silice vitreuse fabriqué à partir de quartz naturel et d'autres minéraux inorganiques non métalliques (tels que l'oxyde de calcium, l'oxyde de bore, l'oxyde de magnésium, etc.), qui est traité par mélange, fusion, refroidissement, concassage, broyage, classement et autres processus.

La dureté Mohs de la poudre de silicium composite est d'environ 5, inférieure à celle de la poudre de silicium pure. Pendant le traitement des cartes de circuits imprimés (PCB), cela peut non seulement réduire l'usure des bits, mais également maintenir le coefficient de dilatation thermique, la résistance à la flexion, la stabilité dimensionnelle et d'autres propriétés de la plaque plaquée de cuivre. C'est une sorte d'emballage avec d'excellentes performances globales. À l'heure actuelle, de nombreux fabricants nationaux de plaques cuivrées ont commencé à utiliser de la poudre de silicium composite pour remplacer la poudre de silicium ordinaire.

(4) Poudre de silicium sphérique

La poudre de silicium sphérique est une sorte de poudre de silicium sphérique avec des particules uniformes, sans angle aigu, une petite surface spécifique, une bonne fluidité, une faible contrainte et une faible densité en vrac obtenue par un traitement proche de la fusion et presque sphérique à haute température de poudre de silicium angulaire irrégulière sélectionnée comme matière première. Lorsqu'il est ajouté aux matières premières pour la production de plaques plaquées de cuivre, il peut augmenter considérablement la quantité de remplissage et réduire la viscosité du système de matériaux mélangés. Améliorez les performances de traitement, améliorez la perméabilité du tissu en fibre de verre enduit, réduisez le retrait du processus de durcissement de la résine époxy, réduisez la différence de dilatation thermique pour améliorer la déformation de la feuille.

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Les produits en poudre de silicium sphérique d'une pureté de 99,8 % et d'une taille moyenne de particules de 0,5 μm à 1 μm sont principalement utilisés par les fabricants japonais de plaques cuivrées.

(5) Poudre de silicium actif

La compatibilité entre la poudre de silice et le système de résine peut être améliorée en utilisant de la poudre de silice traitée activement comme charge, et la résistance à l'humidité et à la chaleur ainsi que la fiabilité de la plaque plaquée de cuivre peuvent être encore améliorées.

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À l'heure actuelle, les produits nationaux en poudre de silicium actif, en raison de leur seul traitement de mélange simple comme agent de couplage au silicium, ne sont pas idéaux, le mélange de poudre et de résine est facile à unir, et de nombreux brevets étrangers ont proposé le traitement actif de la poudre de silicium, comme le brevet allemand propose d'utiliser du polysilane et de la poudre de silicium mélangés et agités sous irradiation ultraviolette pour obtenir de la poudre de silicium active ; Les experts japonais ont proposé que les dérivés du silanediol traitent la poudre de silicium et ajoutent des catalyseurs dans le processus de mélange, afin que l'agent de couplage puisse envelopper uniformément la poudre, afin que la résine époxy puisse obtenir une combinaison idéale avec la poudre de silicium.

3, plaque plaquée de cuivre sur la performance des exigences en matière de poudre de silicium

(1) Exigences relatives à la granulométrie de la poudre de silicium

Dans la plaque plaquée de cuivre utilisant une charge de poudre de silicium, la taille des particules ne peut être ni trop grande ni trop petite.

Matsushita Electric Company a proposé : l'utilisation d'une taille moyenne de particules de plus de 10 μm de poudre de silicium, constituée de plaques plaquées de cuivre dans l'isolation électrique, sera réduite. Lorsque la taille moyenne des particules est inférieure à 0,05 μm, la viscosité du système de résine augmentera et la fabricabilité de la plaque plaquée de cuivre sera affectée.

Kyocera Chemical Company a proposé que la taille moyenne des particules de poudre de silicium fondu soit comprise entre 0,05 et 2 μm, dont la taille des particules doit être inférieure à 10 μm, afin d'assurer la bonne fluidité de la composition de résine.

Hitachi Chemical Company a proposé : afin d'améliorer la résistance à la chaleur et la force de liaison des feuilles de cuivre de la relation « mutuellement double », la taille moyenne des particules de la poudre de silicium synthétique est appropriée dans la plage de 1 à 5 μm, et dans la plaque plaquée de cuivre pour accorder une attention particulière à l'amélioration du traitement de forage « se concentrer sur la considération », alors la taille moyenne des particules de 0,4 à 0,7 μm est plus appropriée.

(2) La sélection de la morphologie de la poudre de silicium

Dans diverses formes de silice, par rapport à la silice sphérique fondue, à la silice transparente fondue et plus tard au nano silicium (résine), l'effet de la silice cristalline sur les performances du système de résine n'est pas le meilleur, comme sa dispersion, la résistance au tassement n'est pas aussi bonne que la silice sphérique fondue, la résistance aux chocs thermiques et le coefficient de dilatation thermique ne sont pas aussi bons que la silice transparente fondue ; Les performances globales sont pires que celles du nano-silicium (résine), mais du point de vue du coût et des avantages économiques, l'industrie est plus encline à utiliser de la silice cristalline de haute pureté.

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À l'heure actuelle, la plupart des entreprises nationales de revêtement en cuivre utilisent encore de la poudre de silicium cristallin. En plus du prix relativement élevé de la poudre de silicium fondu, son efficacité et ses caractéristiques en sont encore au stade de la compréhension et de l'application en petits lots.

Dans la sélection des variétés de poudre de silicium dans la plaque plaquée de cuivre, bien que la poudre de silicium sphérique ait de nombreux résultats de recherche dans le brevet japonais (principalement des résultats dans la gamme de laboratoire) et ait un bon effet sur l'amélioration de certaines propriétés de la plaque plaquée de cuivre, son prix est élevé et il ne peut actuellement pas être appliqué en grande quantité dans la plaque plaquée de cuivre conventionnelle et de qualité moyenne.

Par conséquent, il est important de réduire le coût de production de la poudre de silicium sphérique et de faire du bon travail dans le développement et l’application de la coopération avec les fabricants nationaux de plaques cuivrées.

En bref, lors de l'application de poudre de silicium, les fabricants de plaques plaquées de cuivre doivent réfléchir de manière globale en fonction des principaux projets et indicateurs de performances à atteindre, ainsi que de la sélection d'autres charges, de l'application de la technologie de traitement de surface des charges, du coût et d'autres aspects.

4, la tendance de développement de la poudre de silicium dans l'application de plaques plaquées de cuivre

(1) Poudre de silicium cristalline ultrafine prometteuse

À l'heure actuelle, la taille moyenne des particules de la poudre de silicium ultra-fine appliquée sur la plaque recouverte de cuivre est de 2 à 3 microns, et avec le développement du matériau de substrat vers la direction ultra-fine, la charge devra avoir une taille de particule plus petite et une meilleure dissipation thermique. À l'avenir, des charges ultrafines d'une granulométrie moyenne de 0,5 à 1 micron seront utilisées pour les plaques cuivrées. La poudre de silice cristalline sera largement utilisée en raison de sa bonne conductivité thermique. Compte tenu de la dispersion de la charge dans la résine et du bon déroulement du processus de collage, la poudre de silice cristalline est susceptible d'être utilisée en combinaison avec de la poudre sphérique. Bien qu'il existe de nombreuses charges ayant une meilleure conductivité thermique que la poudre de silicium cristallin, comme la poudre sphérique d'alumine, etc., leur prix est élevé et difficile à utiliser à grande échelle par les fabricants de plaques plaquées de cuivre à l'avenir.

(2) Le développement rapide du marché de la poudre de silicium fondu

Avec le développement de diverses technologies de communication avancées, une variété d'équipements haute fréquence a été largement utilisée et son marché croît à un rythme de 15 à 20 chaque année, ce qui entraînera dans une certaine mesure le développement rapide du marché de la poudre de silicium fondu.

(3) Marché stable de la poudre de silicium composite

À l'heure actuelle, la plupart des fabricants nationaux de plaques plaquées de cuivre ont commencé à utiliser de la poudre de silicium composite pour remplacer la poudre de silicium cristallin et augmentent progressivement la proportion d'utilisation, le marché de la poudre de silicium composite atteindra sa saturation au cours des deux prochaines années. Les fabricants de poudre de silicium augmentent simultanément leur production, mais continuent également d'optimiser les indicateurs de produits. Afin de réduire davantage l'usure des forets, le développement de charges de dureté inférieure sera nécessaire.

(4) Marché optimiste des poudres sphériques haut de gamme

Les matériaux de substrat de PCB se développent rapidement dans le sens de l'amincissement, en particulier l'amincissement actuel des matériaux de substrat de panneau multicouche HDI est plus important. De nombreux produits électroniques portables, dans la promotion continue de leur boîtier « fin, léger, petit » et multifonctionnel, nécessitent plus de couches de PCB et une épaisseur plus fine. Avec le développement des produits électroniques dans le sens de la miniaturisation et de l'intégration, la proportion de cartes HDI augmentera à l'avenir, et en même temps, des projets nationaux de cartes porteuses IC sont également lancés dans de nombreux endroits en Chine. Dans un bon environnement de marché, il est nécessaire que les fabricants nationaux de poudre de silicium puissent lancer des produits en poudre de silicium sphérique haut de gamme avec une pureté élevée, une fluidité élevée, un faible coefficient de dilatation et une bonne distribution granulométrique. Les perspectives d'application de la poudre de silicium sphérique dans l'industrie des plaques plaquées de cuivre méritent donc d'être attendues.

(5) Le marché actif attendu de la poudre de silicium

L'utilisation de poudre de silicium actif comme charge peut améliorer certaines propriétés des plaques plaquées de cuivre, et il existe déjà des fabricants de poudre de silicium sur le marché qui souhaitent lancer des produits en poudre de silicium actif. Cependant, si vous souhaitez promouvoir l'utilisation de poudre active dans le domaine des plaques plaquées de cuivre, les fabricants de poudre de silicium ont un long chemin à parcourir, ils ont non seulement besoin de la coopération étroite des fabricants d'agents de couplage en amont, mais également de la pleine coopération des fabricants de plaques plaquées de cuivre en aval. Tant que les problèmes techniques de modification seront résolus, le marché de la poudre de silicium activé méritera d’être attendu.