구리 클래드 플레이트 산업의 비금속 광물 분말 재료는 주요 무기 필러이며, 구리 클래드 플레이트 생산 공정은 주로 해당 필러를 선택하는 성능에 따라 일반적으로 사용되는 무기 필러 활석 분말, 수산화알루미나, 알루미나, 이산화철, 실리콘 분말(이산화규소) 등을 선택하며, 그 중 실리콘 분말(이산화규소)은 모든 종류의 구리 클래드 플레이트에서 중요한 필러였습니다.
1, 실리콘 분말의 성능 특성
실리콘 분말은 천연 석영(SiO2) 또는 용융 석영(고온 용융, 냉각 비정질 SiO2 후 천연 석영)을 파쇄, 분쇄(볼 밀링, 진동, 공기 분쇄), 부유, 산세 정화 및 고순도 수처리 및 기타 공정을 거쳐 무독성, 무미, 무공해 무기 비금속 물질입니다.
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실리콘 분말은 판재의 절연성, 열전도율, 열 안정성, 내산 및 내알칼리성(HF 제외), 내마모성, 난연제, 굽힘 강도 및 치수 안정성을 향상시키고 판재의 열팽창률을 감소시키며 동박판의 유전율을 향상시킬 수 있는 일종의 기능성 충전재입니다. 동시에 실리콘 분말의 풍부한 원료와 저렴한 가격으로 인해 동박판의 비용을 줄일 수 있으므로 동박판 산업에서 점점 더 널리 사용되고 있습니다.
2, 구리 클래드 플레이트에 일반적으로 사용되는 실리콘 분말 필러
동박판 생산에 있어서 실리콘 분말의 투입비율은 주로 일반비율(15%~30%)과 고충진비율(40%~70%) 두 가지가 있는데, 그 중 고충진비율 기술은 주로 얇은 동박판 생산에 사용된다. 동박판에 일반적으로 사용되는 실리카 분말 충전재로는 초미세 결정질 실리카 분말, 용융 실리카 분말, 복합 실리카 분말, 구형 실리카 분말 및 활성 실리카 분말이 있습니다.
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(1) 초미세 결정질 실리콘 분말
초미세 결정질 실리카 분말은 석영 분말의 일종으로 세척, 분쇄, 자력 분리, 초미세 분쇄 및 등급 분류 과정을 거쳐 가공됩니다. 동박판 산업에서 결정질 실리콘 분말의 적용은 외국에서 일찍부터 시작되었으며, 국내 실리콘 분말 제조업체는 2007년경에 이러한 분말의 생산 능력을 갖추고 곧 사용자들의 인정을 받았습니다.
결정성 실리콘 분말을 사용한 후 동박판의 강성, 열 안정성 및 수분 흡수가 크게 향상되었으며, 동박판 시장의 급속한 발전으로 결정성 실리콘 분말의 생산 및 품질이 크게 향상되었습니다.
수지 내 필러의 분산과 접착 공정의 요구 사항을 고려할 때 결정성 실리카 분말을 활성화한 다음 구형 분말과 함께 사용하여 에폭시 수지와 혼합할 때 뭉침을 방지해야 합니다. 그렇지 않으면 필러의 작은 입자 크기로 인해 접착제 점도가 급격히 증가하여 접착 중에 유리 섬유 천이 젖게 됩니다.
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(2) 용융 실리콘 분말
용융 실리콘 분말 시스템은 천연 석영, 고온 용융 및 냉각 후 비정질 이산화 규소를 주원료로 선택한 다음 독특한 공정으로 가공하여 미세 분말의 분자 구조 배열이 규칙적인 배열에서 무질서한 배열로 변경됩니다. 순도가 높고 선팽창 계수가 낮으며 전자기 복사, 화학적 내식성 및 기타 안정적인 화학적 특성으로 인해 고주파 동박판 생산에 자주 사용됩니다. 고주파 통신 기술의 발전으로 고주파 동박판에 대한 수요가 증가하고 있으며, 그 시장은 매년 15~20%의 비율로 성장하고 있으며, 이는 또한 용융 실리콘 분말에 대한 수요의 동시 성장을 견인할 것입니다.
(3) 복합 실리콘 분말
복합 실리카 분말은 천연 석영 및 기타 무기 비금속 광물(예: 산화칼슘, 산화붕소, 산화마그네슘 등)로 만든 유리질 실리카 분말 재료로, 혼합, 용융, 냉각, 분쇄, 분쇄, 등급 분류 및 기타 공정을 통해 처리됩니다.
복합 실리콘 분말의 모스 경도는 약 5로 순수 실리콘 분말의 경도보다 낮습니다. 인쇄 회로 기판(PCB) 가공 중에 비트 마모를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 열팽창 계수, 굽힘 강도, 치수 안정성 및 동박판의 기타 특성을 유지할 수 있습니다. 우수한 종합 성능을 갖춘 일종의 포장입니다. 현재 국내의 많은 동박판 제조업체에서는 일반 실리콘 분말을 대체하기 위해 복합 실리콘 분말을 사용하기 시작했습니다.
(4) 구상 실리콘 분말
구형 실리콘 분말은 균일한 입자, 예각이 없고 작은 비표면적, 양호한 유동성, 낮은 응력 및 작은 부피 비중을 갖는 구형 실리콘 분말 재료의 일종으로 선택된 불규칙한 각진 실리콘 분말을 원료로 고온에 가까운 용융 및 구형에 가까운 가공을 통해 얻어집니다. 동박판 생산 원료에 첨가하면 충진량을 크게 늘리고 혼합재료 시스템의 점도를 낮출 수 있습니다. 가공 성능을 향상시키고, 코팅된 유리 섬유 천의 투과성을 향상시키며, 에폭시 수지 경화 공정의 수축을 줄이고, 열팽창 차이를 줄여 시트의 뒤틀림을 개선합니다.
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순도 99.8%, 평균 입자 크기 0.5μm~1μm의 구형 실리콘 분말 제품은 일본의 동박판 제조업체에서 주로 사용됩니다.
(5) 활성 실리콘 분말
활성처리된 실리카 분말을 충진재로 사용함으로써 실리카 분말과 수지계의 상용성을 향상시킬 수 있으며, 내습열성 및 콥클래드 플레이트의 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있습니다.
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현재 국내 활성 실리콘 분말 제품은 실리콘 커플링제의 단순 혼합 처리가 이상적이지 않고 분말과 수지의 혼합이 용이하기 때문에 많은 외국 특허에서 실리콘 분말의 활성 처리를 제안하고 있습니다. 예를 들어 독일 특허에서는 폴리실란과 실리콘 분말을 혼합하고 자외선 조사 하에서 교반하여 활성 실리콘 분말을 얻는 방법을 제안했습니다. 일본 전문가들은 실란디올 유도체가 실리콘 분말을 처리하고 혼합 과정에서 촉매를 추가하여 커플링제가 분말을 고르게 감싸서 에폭시 수지가 실리콘 분말과 이상적인 결합을 이룰 수 있도록 제안했습니다.
3, 실리콘 분말 요구 사항의 성능에 대한 구리 클래드 플레이트
(1) 규소분말의 입도요건
실리콘 분말 충전재를 사용한 동박판에서는 입자 크기가 너무 크거나 작을 수 없습니다.
Matsushita Electric Company는 전기 절연에 구리 피복판으로 만들어진 평균 입자 크기가 10μm를 초과하는 실리콘 분말의 사용을 줄일 것을 제안했습니다. 평균 입자 크기가 0.05μm보다 낮으면 수지 시스템의 점도가 증가하고 동박판의 제조 가능성에 영향을 미칩니다.
Kyocera Chemical Company는 용융된 실리콘 분말의 평균 입자 크기가 0.05-2μm 범위 내에 있어야 하며, 그 중 입자 크기는 10μm 미만이어야 수지 조성물의 우수한 유동성을 보장할 것을 제안했습니다.
Hitachi Chemical Company는 '상호 이중' 관계의 내열성과 동박 결합 강도를 향상시키기 위해 합성 실리콘 분말의 평균 입자 크기가 1-5μm 범위에 적합하고 구리 클래드 플레이트에서 드릴링 가공 개선에 특별한 주의를 기울이고 '고려 사항에 중점을 둡니다'인 경우 평균 입자 크기 0.4-0.7μm가 더 적합하다고 제안했습니다.
(2) 실리콘 분말의 형태 선택
다양한 형태의 실리카에서 용융 구형 실리카, 용융 투명 실리카 및 이후의 나노 실리콘(수지)과 비교하여 결정질 실리카가 수지 시스템의 성능에 미치는 영향은 분산, 정착 저항이 용융 구형 실리카만큼 좋지 않고 열충격 저항 및 열팽창 계수가 용융 투명 실리카만큼 좋지 않은 등 최고가 아닙니다. 전반적인 성능은 나노실리콘(수지)에 비해 떨어지지만 비용과 경제적 이점으로 인해 업계에서는 고순도 결정질 실리카를 사용하는 경향이 더 큽니다.
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현재 국내 구리 피복 기업의 대부분은 여전히 결정질 실리콘 분말을 사용하고 있습니다. 용융 실리콘 분말의 가격이 상대적으로 높을 뿐만 아니라, 그 효능과 특성은 아직 이해 단계와 소규모 배치 적용 단계에 있습니다.
동박판의 실리콘분말 품종 선택에 있어서 구형 실리콘분말은 일본 특허에서 많은 연구결과(주로 실험실 범위의 결과)를 가지고 있고 동박판의 일부 특성을 개선하는데 좋은 효과가 있지만 가격이 비싸 현재 일반 및 중급 동박판에 대량으로 적용할 수는 없다.
따라서 구형 실리콘 분말의 생산 비용을 절감하고 국내 동박판 제조업체와의 협력 개발 및 적용을 잘 수행하는 것이 중요합니다.
요컨대, 실리콘 분말을 적용할 때 동박판 제조업체는 주요 프로젝트 및 달성할 성능 지표는 물론 기타 필러 선택, 필러 표면 처리 기술 적용, 비용 및 기타 측면을 종합적으로 고려해야 합니다.
4. 동박판 응용에 있어 실리콘 분말의 발전 추세
(1) 유망한 초미세 결정질 실리콘 분말
현재 동박판에 적용되는 초미세 실리콘 분말의 평균 입자 크기는 2~3 마이크론 수준이며, 기판 소재가 초박형 방향으로 발전함에 따라 충진재의 입자 크기는 더 작아지고 방열 효과는 더 좋은 것이 요구될 것이다. 앞으로는 평균 입자 크기가 0.5~1 마이크론인 초미세 필러가 동박판에 사용될 예정입니다. 결정질 실리카 분말은 열 전도성이 좋기 때문에 널리 사용됩니다. 수지 내 필러의 분산과 접착 공정의 원활한 진행을 고려하면 결정성 실리카 분말은 구형 분말과 혼합하여 사용될 가능성이 높습니다. 알루미나 구상분말 등 결정질 실리콘 분말보다 열전도도가 좋은 필러가 많지만 가격이 비싸 향후 동박판 제조사에서 대규모로 사용하기는 어렵다.
(2) 용융 실리콘 분말 시장의 급속한 발전
다양한 첨단 통신 기술의 발전으로 다양한 고주파 장비가 널리 사용되고 있으며 그 시장은 매년 15~20%씩 성장하고 있으며 이는 어느 정도 용융 실리콘 분말 시장의 급속한 발전을 견인할 것입니다.
(3) 복합 실리콘 분말 시장의 안정
현재 대부분의 국내 동박판 제조업체는 결정질 실리콘 분말을 대체하기 위해 복합 실리콘 분말을 사용하기 시작했으며 점차적으로 사용 비율을 늘리고 있으며 복합 실리콘 분말 시장은 향후 2년 내에 포화 상태에 도달할 것입니다. 실리콘 분말 제조업체는 동시에 생산량을 늘리는 동시에 제품 지표를 계속 최적화하고 있습니다. 드릴 마모를 더욱 줄이기 위해서는 경도가 낮은 필러의 개발이 필요할 것입니다.
(4) 낙관적인 고급 구형 분말 시장
PCB 기판 재료는 박형화 방향으로 빠르게 발전하고 있으며, 특히 현재 HDI 다층 기판 기판 재료의 박형화가 더욱 두드러집니다. '얇고, 가볍고, 작으며' 다기능 케이스를 지속적으로 홍보하는 많은 휴대용 전자 제품에는 더 많은 PCB 레이어와 더 얇은 두께가 필요합니다. 소형화 및 집적화 방향으로 전자 제품이 개발됨에 따라 향후 HDI 보드의 비율이 증가할 것이며 동시에 국내 IC 캐리어 보드 프로젝트도 중국 여러 곳에서 출시될 것입니다. 좋은 시장 환경에서 국내 실리콘 분말 제조업체는 고순도, 높은 유동성, 낮은 팽창 계수 및 우수한 입자 크기 분포를 갖춘 고급 구형 실리콘 분말 제품을 출시할 수 있어야 하므로 구형 실리콘 분말이 동박판 산업에 적용되는 전망은 기대할만한 가치가 있습니다.
(5) 예상되는 활성 실리콘 분말 시장
활성 실리콘 분말을 필러로 사용하면 동박판의 특성 중 일부를 향상시킬 수 있으며 이미 시장에는 활성 실리콘 분말 제품을 출시하는 실리콘 분말 제조업체가 있습니다. 그러나 동박판 분야에서 활성 분말의 사용을 촉진하려면 실리콘 분말 제조업체가 갈 길이 멀고 상위 커플링제 제조업체의 긴밀한 협력이 필요할 뿐만 아니라 하위 동박판 제조업체의 전폭적인 협력이 필요합니다. 개질의 기술적 문제가 해결된다면 활성규소분말 시장은 기대할만한 가치가 있을 것이다.
