Պղնձապատ ափսեի համար սիլիցիումի փոշու ինդեքսի պահանջները և զարգացման միտումը

Ոչ մետաղական հանքային փոշի նյութերը պղնձապատ ափսեի արդյունաբերության մեջ հիմնական անօրգանական լցոնիչն է, պղնձապատ ափսեի արտադրության գործընթացը հիմնականում համապատասխան լցանյութ ընտրելու իր կատարողականության համաձայն, սովորաբար օգտագործվող անօրգանական լցավորիչ տալկի փոշի, ալյումինի հիդրօքսիդ, կավահող, երկաթի երկօքսիդ, սիլիցիումի փոշի (սիլիցիումի երկօքսիդ) և այլն պղնձապատ ափսեից:

1, սիլիցիումի փոշու կատարողական բնութագրերը

Սիլիցիումի փոշին ոչ թունավոր, անճաշակ, չաղտոտող անօրգանական ոչ մետաղական նյութ է՝ բնական քվարցից (SiO2) կամ հալած քվարցից (բնական քվարց բարձր ջերմաստիճանի հալվելուց հետո, ամորֆ SiO2 հովացնելով)՝ ջախջախելով, մանրացնելով (գնդիկավոր ֆրեզեր, թրթռում, օդային մանրացում), ֆլոտացիա, բարձր մաքրման և ջրի մաքրման այլ եղանակներ:

բլիթ

Սիլիցիումի փոշին մի տեսակ ֆունկցիոնալ լցոնիչ է, որը կարող է բարելավել մեկուսացումը, ջերմային հաղորդունակությունը, ջերմային կայունությունը, թթուների և ալկալիների դիմադրությունը (բացի HF-ից), մաշվածության դիմադրությունը, բոցավառման դիմադրությունը, ճկման ուժը և ափսեի ծավալային կայունությունը, նվազեցնել ափսեի ջերմային ընդլայնման արագությունը և բարելավել պղնձե ափսեի դիէլեկտրական հաստատունը: Միևնույն ժամանակ, առատ հումքի և սիլիցիումի փոշու ցածր գնի պատճառով այն կարող է նվազեցնել պղնձե ծածկույթի ափսեի արժեքը, ուստի այն ավելի ու ավելի լայնորեն օգտագործվում է պղնձապատ ափսեի արդյունաբերության մեջ:

2, սովորաբար օգտագործվող սիլիցիումի փոշի լցոնիչը պղնձե ծածկով ափսեի համար

Պղնձե ծածկույթի ափսեի արտադրության մեջ սիլիցիումի փոշու կերակրման համամասնությունը հիմնականում ունի երկու տեսակի ընդհանուր համամասնություն (15%-30%) և բարձր լցման համամասնություն (40%-70%), որոնցից բարձր լցման համամասնության տեխնոլոգիան հիմնականում օգտագործվում է բարակ պղնձե ծածկույթի ափսեի արտադրության մեջ: Պղնձով ծածկված թիթեղների համար սովորաբար օգտագործվող սիլիցիումի փոշի լցոնիչներն են՝ ծայրահեղ նուրբ բյուրեղային սիլիցիումի փոշի, հալված սիլիցիումի փոշի, կոմպոզիտային սիլիցիումի փոշի, գնդաձև սիլիցի փոշի և ակտիվ սիլիցիումի փոշի:

բլիթ

(1) ծայրահեղ նուրբ բյուրեղային սիլիցիումի փոշի

Ուլտրաֆին բյուրեղային սիլիցիումի փոշին քվարցային փոշի է, որը մշակվում է լվացման, ջախջախման, մագնիսական տարանջատման, ծայրահեղ նուրբ մանրացման և դասակարգման միջոցով: Բյուրեղային սիլիցիումի փոշու կիրառումը պղնձե ափսեի արդյունաբերության մեջ սկսվել է ավելի վաղ արտասահմանյան երկրներում, և ներքին սիլիցիումի փոշի արտադրողներն ունեն նման փոշու արտադրական հզորություն մոտ 2007 թվականին, և շուտով շահեցին օգտագործողների ճանաչումը:

Բյուրեղային սիլիցիումի փոշու օգտագործումից հետո պղնձով ծածկված ափսեի կոշտությունը, ջերմային կայունությունը և ջրի կլանումը զգալիորեն բարելավվել են, պղնձապատ ափսեի շուկայի արագ զարգացմամբ, բյուրեղային սիլիցիումի փոշու արտադրությունն ու որակը մեծապես բարելավվել են:

Հաշվի առնելով լցանյութի ցրվածությունը խեժի մեջ և սոսնձման գործընթացի պահանջները՝ բյուրեղային սիլիցիումի փոշին պետք է ակտիվացվի և այնուհետև օգտագործվի գնդաձև փոշու հետ՝ խուսափելու համար կծկվելուց, երբ այն խառնվում է էպոքսիդային խեժին, այլապես լցանյութի փոքր մասնիկի չափը կհանգեցնի սոսինձի սոսնձման արդյունքում ապակու մածուցիկության կտրուկ աճին:

բլիթ

(2) Հալած սիլիցիումի փոշի

Հալած սիլիցիումի փոշի համակարգն ընտրում է բնական քվարցը, ամորֆ սիլիցիումի երկօքսիդը բարձր ջերմաստիճանի հալվելուց և սառչելուց հետո որպես հիմնական հումք, այնուհետև մշակվում է եզակի գործընթացով, նուրբ փոշու մոլեկուլային կառուցվածքը փոխվում է կանոնավոր դասավորությունից մինչև անկանոն դասավորություն: Իր բարձր մաքրության, ցածր գծային ընդլայնման գործակցի, լավ էլեկտրամագնիսական ճառագայթման, քիմիական կոռոզիոն դիմադրության և այլ կայուն քիմիական բնութագրերի շնորհիվ այն հաճախ օգտագործվում է բարձր հաճախականությամբ պղնձե ծածկույթի ափսեի արտադրության մեջ: Բարձր հաճախականության հաղորդակցման տեխնոլոգիայի զարգացման հետ մեկտեղ մեծանում է բարձր հաճախականությամբ պղնձե ծածկված ափսեի պահանջարկը, և դրա շուկան ամեն տարի աճում է 15-20% տեմպերով, ինչը նաև կխթանի հալված սիլիցիումի փոշու պահանջարկի համաժամանակյա աճը:

(3) բաղադրյալ սիլիցիումի փոշի

Կոմպոզիտային սիլիցիումի փոշին բնական քվարցից և այլ անօրգանական ոչ մետաղական հանքանյութերից (օրինակ՝ կալցիումի օքսիդ, բորի օքսիդ, մագնեզիումի օքսիդ և այլն) ստացված ապակյա սիլիցի փոշի նյութ է, որը մշակվում է բաղադրությամբ, հալման, հովացման, մանրացման, մանրացման, մանրացման և այլ գործընթացների միջոցով:

Կոմպոզիտային սիլիցիումի փոշու Մոհսի կարծրությունը մոտ 5 է, ավելի ցածր, քան մաքուր սիլիցիումի փոշին: Տպագիր տպատախտակի (PCB) մշակման ընթացքում այն ​​կարող է ոչ միայն նվազեցնել բիթի մաշվածությունը, այլև պահպանել ջերմային ընդարձակման գործակիցը, ճկման ուժը, ծավալային կայունությունը և պղնձե ծածկույթի այլ հատկությունները: Դա մի տեսակ փաթեթավորում է գերազանց համապարփակ կատարողականությամբ: Ներկայումս շատ հայրենական պղնձապատ ափսե արտադրողներ սկսել են օգտագործել կոմպոզիտային սիլիցիումի փոշի սովորական սիլիցիումի փոշին փոխարինելու համար:

(4) գնդաձև սիլիցիումի փոշի

Գնդաձև սիլիցիումի փոշին գնդաձև սիլիցիումի փոշի նյութ է միատեսակ մասնիկներով, առանց սուր անկյունի, փոքր հատուկ մակերեսի, լավ հեղուկության, ցածր սթրեսի և փոքր զանգվածային տեսակարար կշռի, որը ստացվում է ընտրված անկանոն անկյունային սիլիցիումի փոշու հումքի բարձր ջերմաստիճանի մոտ հալման և մոտ գնդաձև մշակման արդյունքում: Երբ ավելացվում է պղնձե ծածկույթով ափսեի արտադրության հումքին, այն կարող է մեծապես մեծացնել լցոնման քանակը և նվազեցնել խառը նյութերի համակարգի մածուցիկությունը: Բարելավել մշակման կատարումը, բարելավել ծածկված ապակե մանրաթելային կտորի թափանցելիությունը, նվազեցնել էպոքսիդային խեժի ամրացման գործընթացի կծկումը, նվազեցնել ջերմային ընդարձակման տարբերությունը՝ թերթի աղավաղումը բարելավելու համար:

բլիթ

99,8% մաքրությամբ և 0,5 մկմ-1մկմ մասնիկների միջին չափով գնդաձև սիլիցիումի փոշի արտադրանքները հիմնականում օգտագործվում են ճապոնական պղնձապատ ափսե արտադրողների կողմից:

(5) Ակտիվ սիլիցիումի փոշի

Սիլիցիումի փոշու և խեժի համակարգի միջև համատեղելիությունը կարող է բարելավվել՝ օգտագործելով ակտիվ մշակված սիլիցիումի փոշի՝ որպես լցոնիչ, իսկ խոնավության և ջերմության դիմադրությունը և ոստիկանական ծածկով ափսեի հուսալիությունը կարող են հետագայում բարելավվել:

բլիթ

Ներկայում, տեղական ակտիվ սիլիցիումի փոշի արտադրանքը իր միակ սիլիցիումի միացնող նյութի պատճառով պարզ խառնիչ, ոչ իդեալական, փոշին և խեժը խառնելը հեշտ է միավորել, և շատ արտասահմանյան արտոնագրեր առաջարկել են սիլիցիումի փոշու ակտիվ մշակում, օրինակ՝ գերմանական արտոնագիրը առաջարկել է օգտագործել պոլիսիլան և սիլիցիումի փոշի խառնված, և ակտիվացնել ուլտրամանուշակագույն սիլիցիումի փոշի ստանալու համար. Ճապոնացի մասնագետներն առաջարկել են, որ սիլանեդիոլի ածանցյալները մշակեն սիլիցիումի փոշին և խառնելու գործընթացում կատալիզատորներ ավելացնեն, որպեսզի զուգակցող նյութը կարողանա հավասարապես փաթաթել փոշին, որպեսզի էպոքսիդային խեժը հասնի իդեալական համադրության սիլիցիումի փոշու հետ:

3, պղնձե ծածկված ափսե սիլիցիումի փոշու պահանջների կատարման վրա

(1) Սիլիցիումի փոշու մասնիկների չափի պահանջները

Սիլիկոնային փոշու լցոնիչ օգտագործող պղնձե ափսեի մեջ մասնիկի չափը չի կարող լինել շատ մեծ կամ շատ փոքր:

Matsushita Electric Company-ն առաջարկել է՝ էլեկտրական մեկուսացման մեջ կնվազեցվի ավելի քան 10 մկմ սիլիցիումի փոշու միջին չափի մասնիկների օգտագործումը, որը պատրաստված է պղնձապատ թիթեղից: Երբ մասնիկների միջին չափը 0,05 մկմ-ից ցածր է, խեժի համակարգի մածուցիկությունը կբարձրանա, և կազդի պղնձապատ ափսեի արտադրելիության վրա:

Kyocera Chemical Company-ն առաջարկել է, որ հալված սիլիցիումի փոշու մասնիկների միջին չափը պետք է լինի 0,05-2 մկմ միջակայքում, որից մասնիկի չափը պետք է լինի 10 մկմ-ից ցածր, որպեսզի ապահովվի խեժի բաղադրության լավ հեղուկություն:

Hitachi Chemical Company-ն առաջարկել է. «փոխադարձ երկակի» հարաբերությունների ջերմակայունությունը և պղնձե փայլաթիթեղի միացման ուժը բարելավելու համար սինթետիկ սիլիցիումի փոշու մասնիկների միջին չափը համապատասխան է 1-5 մկմ միջակայքում, իսկ պղնձապատ ափսեում հատուկ ուշադրություն դարձնել հորատման մշակման բարելավմանը:

(2) Սիլիցիումի փոշու մորֆոլոգիայի ընտրությունը

Սիլիցիումի տարբեր ձևերում, հալած գնդաձև սիլիցիումի, հալած թափանցիկ սիլիցիումի և ավելի ուշ նանոսիլիկոնի (խեժի) հետ համեմատած, բյուրեղային սիլիցիումի ազդեցությունը խեժի համակարգի աշխատանքի վրա լավագույնը չէ, օրինակ՝ դրա ցրվածությունը, նստեցման դիմադրությունը այնքան լավ չէ, որքան հալված գնդաձև սիլիցիում, ջերմային ցնցումների դիմադրությունը և ջերմային ընդլայնման լավ գործակիցը, որքան թափանցիկ սիլիցիումը։ Ընդհանուր արդյունավետությունը ավելի վատ է, քան նանո սիլիցիումը (խեժը), բայց ծախսերի և տնտեսական օգուտների պատճառով արդյունաբերությունը ավելի հակված է օգտագործել բարձր մաքրության բյուրեղային սիլիցիում:

բլիթ

Ներկայում հայրենական պղնձապատ ձեռնարկությունների մեծ մասը դեռ օգտագործում է բյուրեղային սիլիցիումի փոշի։ Բացի հալած սիլիցիումի փոշու համեմատաբար բարձր գնից, դրա արդյունավետությունն ու բնութագրերը դեռևս ըմբռնման և փոքր խմբաքանակի կիրառման փուլում են:

Պղնձապատ ափսեի մեջ սիլիցիումի փոշու սորտերի ընտրության ժամանակ, չնայած գնդաձև սիլիցիումի փոշին ունի բազմաթիվ հետազոտական ​​արդյունքներ ճապոնական արտոնագրում (հիմնականում արդյունքները լաբորատոր տիրույթում) և լավ ազդեցություն ունի պղնձե ծածկույթի ափսեի որոշ հատկությունների բարելավման գործում, դրա գինը բարձր է, և ներկայումս այն չի կարող կիրառվել մեծ քանակությամբ սովորական և միջին ափսեի մեջ:

Հետևաբար, կարևոր է նվազեցնել գնդաձև սիլիցիումի փոշու արտադրության արժեքը և լավ աշխատանք կատարել ներքին պղնձապատ ափսե արտադրողների հետ համագործակցության զարգացման և կիրառման գործում:

Մի խոսքով, սիլիցիումի փոշու կիրառման ժամանակ պղնձապատ ափսե արտադրողները պետք է համակողմանիորեն հաշվի առնեն հիմնական նախագծերը և կատարողականի ցուցանիշները, որոնք պետք է ձեռք բերվեն, ինչպես նաև այլ լցոնիչների ընտրությունը, լցոնման մակերեսի մշակման տեխնոլոգիայի կիրառումը, արժեքը և այլ ասպեկտներ:

4, սիլիցիումի փոշու զարգացման միտումը պղնձապատ ափսեի կիրառման մեջ

(1) Խոստումնալից ծայրահեղ նուրբ բյուրեղային սիլիցիումի փոշի

Ներկայումս պղնձապատ ափսեի վրա կիրառվող ծայրահեղ նուրբ սիլիցիումի փոշու մասնիկների միջին չափը 2-3 մկմ է, իսկ ենթաշերտի նյութը ծայրահեղ բարակ ուղղությամբ զարգացնելու դեպքում լցոնիչը պետք է ունենա ավելի փոքր մասնիկի չափ և ավելի լավ ջերմության ցրում: Հետագայում պղնձապատ թիթեղների համար կօգտագործվեն 0,5-1 մկմ միջին մասնիկների չափսերով ծայրահեղ նուրբ լցոնիչներ։ Բյուրեղային սիլիցիումի փոշին լայնորեն կօգտագործվի իր լավ ջերմային հաղորդունակության պատճառով: Հաշվի առնելով լցանյութի ցրումը խեժում և սոսնձման գործընթացի սահուն զարգացումը, բյուրեղային սիլիցիումի փոշին, ամենայն հավանականությամբ, կօգտագործվի գնդաձև փոշու հետ միասին: Թեև կան բյուրեղային սիլիցիումի փոշիից ավելի լավ ջերմային հաղորդունակությամբ լցոնիչներ, ինչպիսիք են ալյումինե գնդաձև փոշին և այլն, դրանք թանկ են և դժվար է ապագայում մեծ մասշտաբով օգտագործել պղնձե ափսե արտադրողների կողմից:

(2) Հալած սիլիցիումի փոշու շուկայի արագ զարգացումը

Տարբեր առաջադեմ կապի տեխնոլոգիաների մշակմամբ լայնորեն կիրառվել են մի շարք բարձր հաճախականության սարքավորումներ, և դրա շուկան ամեն տարի աճում է 15-20 տեմպերով, ինչը որոշակի չափով կխթանի սիլիցիումի փոշու շուկայի արագ զարգացումը:

(3) Կայուն կոմպոզիտային սիլիցիումի փոշի շուկա

Ներկայումս, ներքին պղնձե ափսեի արտադրողների մեծ մասը սկսել է օգտագործել կոմպոզիտային սիլիցիումի փոշին՝ փոխարինելու բյուրեղային սիլիցիումի փոշին, և աստիճանաբար մեծացնելով օգտագործման համամասնությունը, կոմպոզիտային սիլիցիումի փոշի շուկան կհասնի հագեցվածության առաջիկա երկու տարում: Սիլիցիումի փոշի արտադրողները միաժամանակ ավելացնում են արտադրությունը, բայց նաև շարունակում են օպտիմալացնել արտադրանքի ցուցանիշները, որպեսզի հետագայում նվազեցնել փորվածքի մաշվածությունը, անհրաժեշտ կլինի ավելի ցածր կարծրության լցոնիչի մշակում:

(4) Լավատեսական բարձրորակ գնդաձև փոշի շուկա

PCB-ի ենթաշերտի նյութերը արագորեն զարգանում են նոսրացման ուղղությամբ, հատկապես առավել ակնառու է HDI բազմաշերտ տախտակի ենթաշերտի նյութերի ներկայիս նոսրացումը: Դյուրակիր էլեկտրոնային շատ ապրանքներ իր «բարակ, թեթև, փոքր» և բազմաֆունկցիոնալ պատյանի շարունակական առաջմղման համար կարիք ունեն ավելի շատ PCB շերտերի, ավելի բարակ հաստությամբ: Մանրացման և ինտեգրման ուղղությամբ էլեկտրոնային արտադրանքների մշակմամբ ապագայում կաճի HDI տախտակների համամասնությունը, և միևնույն ժամանակ, Չինաստանի շատ վայրերում գործարկվում են նաև ներքին IC կրող տախտակների նախագծեր: Լավ շուկայական միջավայրում պահանջվում է, որ սիլիցիումի փոշի հայրենական արտադրողները կարողանան արտադրել բարձրորակ գնդաձև սիլիցիումի փոշի արտադրանքներ՝ բարձր մաքրությամբ, բարձր հեղուկությամբ, ընդլայնման ցածր գործակցով և լավ մասնիկների չափերով, ուստի գնդաձև սիլիցիումի փոշու կիրառման հեռանկարը պղնձե ափսեի արդյունաբերության մեջ արժե անհամբեր սպասել:

(5) Սիլիցիումի փոշու ակնկալվող ակտիվ շուկան

Ակտիվ սիլիցիումի փոշու օգտագործումը որպես լցոնիչ կարող է բարելավել պղնձե ափսեի որոշ հատկություններ, և շուկայում արդեն կան սիլիցիումի փոշի արտադրողներ, որոնք թողարկում են ակտիվ սիլիցիումի փոշի արտադրանք: Այնուամենայնիվ, եթե դուք ցանկանում եք խթանել ակտիվ փոշու օգտագործումը պղնձապատ ափսեի ոլորտում, սիլիցիումի փոշի արտադրողները երկար ճանապարհ ունեն անցնելու, ոչ միայն պետք է սերտ համագործակցությունը վերին հոսանքով զուգակցող գործակալների արտադրողների հետ, այլ նաև պետք է լիակատար համագործակցություն պղնձապատ ափսե արտադրողների հետ: Քանի դեռ մոդիֆիկացիայի տեխնիկական խնդիրները լուծված են, ակտիվացված սիլիցիումի փոշու շուկան անհամբեր սպասելու արժանի կլինի։