Requisitos de índice e tendência de desenvolvimento de pó de silício para placas revestidas de cobre

Materiais em pó mineral não metálico na indústria de placas revestidas de cobre são o principal enchimento inorgânico, processo de produção de placas revestidas de cobre principalmente de acordo com seu desempenho para selecionar o enchimento correspondente, pó de talco de enchimento inorgânico comumente usado, hidróxido de alumínio, alumina, dióxido de ferro, pó de silício (dióxido de silício), etc., dos quais o pó de silício (dióxido de silício) tem sido um enchimento importante em todos os tipos de placas revestidas de cobre.

1, as características de desempenho do pó de silício

O pó de silício é um material inorgânico não metálico não tóxico, insípido e não poluente, de quartzo natural (SiO2) ou quartzo fundido (quartzo natural após fusão em alta temperatura, resfriamento de SiO2 amorfo) por trituração, moagem (moagem de bolas, vibração, moagem de ar), flotação, purificação de decapagem e tratamento de água de alta pureza e outros processos.

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O pó de silício é um tipo de enchimento funcional, que pode melhorar o isolamento, condutividade térmica, estabilidade térmica, resistência a ácidos e álcalis (exceto HF), resistência ao desgaste, retardador de chama, resistência à flexão e estabilidade dimensional da placa, reduzir a taxa de expansão térmica da placa e melhorar a constante dielétrica da placa revestida de cobre. Ao mesmo tempo, devido à abundância de matérias-primas e ao baixo preço do pó de silício, pode reduzir o custo da placa revestida de cobre, por isso é cada vez mais utilizada na indústria de placas revestidas de cobre.

2, o enchimento de pó de silício comumente usado para placa revestida de cobre

Na produção de placas revestidas de cobre, a proporção de alimentação de pó de silício tem principalmente dois tipos de proporção geral (15%-30%) e alta proporção de enchimento (40%-70%), dos quais a tecnologia de alta proporção de enchimento é usada principalmente na produção de placas finas revestidas de cobre. Os enchimentos de pó de sílica comumente usados ​​para placas revestidas de cobre são pó de sílica cristalina ultrafina, pó de sílica fundida, pó de sílica composto, pó de sílica esférico e pó de sílica ativa.

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(1) pó de silício cristalino ultrafino

O pó de sílica cristalina ultrafina é um tipo de pó de quartzo que é processado por lavagem, trituração, separação magnética, trituração ultrafina e classificação. A aplicação de pó de silício cristalino na indústria de placas revestidas de cobre começou mais cedo em países estrangeiros, e os fabricantes nacionais de pó de silício têm capacidade de produção desse pó por volta de 2007, e logo conquistaram o reconhecimento dos usuários.

Após o uso do pó de silício cristalino, a rigidez, a estabilidade térmica e a absorção de água da placa revestida de cobre foram bastante melhoradas, com o rápido desenvolvimento do mercado de placas revestidas de cobre, a produção e a qualidade do pó de silício cristalino foram bastante melhoradas.

Considerando a dispersão da carga na resina e as exigências do processo de colagem, o pó de sílica cristalina deve ser ativado e depois utilizado com o pó esférico para evitar grumos ao ser misturado com a resina epóxi, ou o pequeno tamanho de partícula da carga levará a um aumento acentuado na viscosidade da cola, resultando no umedecimento do tecido de fibra de vidro durante a colagem.

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(2) Pó de silício fundido

O sistema de pó de silício fundido seleciona quartzo natural, dióxido de silício amorfo após fusão e resfriamento em alta temperatura como principal matéria-prima e, em seguida, processado por um processo único, o arranjo da estrutura molecular do pó fino muda de um arranjo ordenado para um arranjo desordenado. Devido à sua alta pureza, baixo coeficiente de expansão linear, boa radiação eletromagnética, resistência à corrosão química e outras características químicas estáveis, é frequentemente usado na produção de placas revestidas de cobre de alta frequência. Com o desenvolvimento da tecnologia de comunicação de alta frequência, a demanda por placas revestidas de cobre de alta frequência está aumentando e seu mercado está crescendo a uma taxa de 15-20% a cada ano, o que também impulsionará o crescimento síncrono da demanda por pó de silício fundido.

(3) pó de silício composto

O pó de sílica composto é um material em pó de sílica vítreo feito de quartzo natural e outros minerais inorgânicos não metálicos (como óxido de cálcio, óxido de boro, óxido de magnésio, etc.), que é processado por composição, fusão, resfriamento, britagem, moagem, classificação e outros processos.

A dureza Mohs do pó de silício composto é cerca de 5, inferior à do pó de silício puro. Durante o processamento da placa de circuito impresso (PCB), ele pode não apenas reduzir o desgaste da broca, mas também manter o coeficiente de expansão térmica, resistência à flexão, estabilidade dimensional e outras propriedades da placa revestida de cobre. É uma espécie de embalagem com excelente desempenho abrangente. Atualmente, muitos fabricantes nacionais de placas revestidas de cobre começaram a usar pó de silício composto para substituir o pó de silício comum.

(4) Pó de silício esférico

O pó de silício esférico é um tipo de material em pó de silício esférico com partículas uniformes, sem ângulo agudo, pequena área de superfície específica, boa fluidez, baixa tensão e pequena gravidade específica a granel obtida por processamento próximo de fusão e quase esférico de alta temperatura de pó de silício angular irregular selecionado como matéria-prima. Quando adicionado às matérias-primas para a produção de placas revestidas de cobre, pode aumentar significativamente a quantidade de enchimento e reduzir a viscosidade do sistema de materiais misturados. Melhore o desempenho do processamento, melhore a permeabilidade do tecido de fibra de vidro revestido, reduza o encolhimento do processo de cura da resina epóxi, reduza a diferença de expansão térmica para melhorar o empenamento da folha.

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Os produtos esféricos de pó de silício com pureza de 99,8% e tamanho médio de partícula de 0,5 μm-1 μm são usados ​​​​principalmente por fabricantes japoneses de placas revestidas de cobre.

(5) Pó de silício ativo

A compatibilidade entre o pó de sílica e o sistema de resina pode ser melhorada usando pó de sílica com tratamento ativo como enchimento, e a resistência à umidade e ao calor e a confiabilidade da placa revestida com cop podem ser melhoradas ainda mais.

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Atualmente, os produtos domésticos de pó de silício ativo por causa de seu único tratamento de mistura simples de agente de acoplamento de silício, não ideal, a mistura de pó e resina é fácil de unir, e muitas patentes estrangeiras propuseram o tratamento ativo de pó de silício, como a patente alemã propôs usar polissilano e pó de silício misturados e agitados sob irradiação ultravioleta, para obter pó de silício ativo; Especialistas japoneses propuseram que os derivados de silanodiol tratassem o pó de silício e adicionassem catalisadores no processo de mistura, para que o agente de acoplamento pudesse envolver uniformemente o pó, de modo que a resina epóxi pudesse atingir uma combinação ideal com o pó de silício.

3, placa revestida de cobre sobre o desempenho dos requisitos de pó de silício

(1) Requisitos para o tamanho das partículas do pó de silício

Na placa revestida de cobre usando enchimento de pó de silício, o tamanho da partícula não pode ser muito grande ou muito pequeno.

A Matsushita Electric Company propôs: o uso de tamanho médio de partícula superior a 10μm de pó de silício, feito de placa revestida de cobre no isolamento elétrico, será reduzido. Quando o tamanho médio da partícula for inferior a 0,05 μm, a viscosidade do sistema de resina aumentará e a capacidade de fabricação da placa revestida de cobre será afetada.

A Kyocera Chemical Company propôs que o tamanho médio das partículas do pó de silício fundido deveria estar na faixa de 0,05-2μm, dos quais o tamanho das partículas deveria ser inferior a 10μm, de modo a garantir a boa fluidez da composição da resina.

A Hitachi Chemical Company propôs: a fim de melhorar a resistência ao calor e a força de ligação da folha de cobre do relacionamento 'mutuamente duplo', o tamanho médio de partícula do pó de silício sintético é apropriado na faixa de 1-5μm, e na placa revestida de cobre para prestar atenção especial à melhoria do processamento de perfuração 'foco na consideração', então o tamanho médio de partícula de 0,4-0,7μm é mais adequado.

(2) A seleção da morfologia do pó de silício

Em várias formas de sílica, em comparação com a sílica esférica fundida, a sílica transparente fundida e, posteriormente, o nano silício (resina), o efeito da sílica cristalina no desempenho do sistema de resina não é o melhor, como sua dispersão, a resistência ao assentamento não é tão boa quanto a sílica esférica fundida, a resistência ao choque térmico e o coeficiente de expansão térmica não são tão bons quanto a sílica transparente fundida; O desempenho geral é pior do que o nano silício (resina), mas pelo custo e pelos benefícios econômicos, a indústria está mais inclinada a usar sílica cristalina de alta pureza.

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Atualmente, a maioria das empresas nacionais revestidas de cobre ainda usa pó de silício cristalino. Além do preço relativamente alto do pó de silício fundido, sua eficácia e características ainda estão em fase de compreensão e aplicação em pequenos lotes.

Na seleção de variedades de pó de silício na placa revestida de cobre, embora o pó de silício esférico tenha muitos resultados de pesquisa na patente japonesa (principalmente resultados na faixa de laboratório) e tenha um bom efeito na melhoria de algumas propriedades da placa revestida de cobre, seu preço é alto e atualmente não pode ser aplicado em grandes quantidades na placa revestida de cobre convencional e de grau médio.

Portanto, é importante reduzir o custo de produção do pó de silício esférico e fazer um bom trabalho no desenvolvimento e aplicação da cooperação com fabricantes nacionais de placas revestidas de cobre.

Em suma, na aplicação do pó de silício, os fabricantes de placas revestidas de cobre precisam considerar de forma abrangente de acordo com os principais projetos e indicadores de desempenho a serem alcançados, bem como a seleção de outras cargas, a aplicação da tecnologia de tratamento de superfície da carga, custo e outros aspectos.

4, a tendência de desenvolvimento de pó de silício na aplicação de placa revestida de cobre

(1) Pó de silício cristalino ultrafino promissor

Atualmente, o tamanho médio de partícula do pó de silício ultrafino aplicado à placa revestida de cobre é de 2-3 mícrons e, com o desenvolvimento do material do substrato na direção ultrafina, o enchimento deverá ter um tamanho de partícula menor e melhor dissipação de calor. No futuro, cargas ultrafinas com tamanho médio de partícula de 0,5-1 mícron serão usadas para placas revestidas de cobre. O pó de sílica cristalina será amplamente utilizado devido à sua boa condutividade térmica. Considerando a dispersão da carga na resina e o bom desenvolvimento do processo de colagem, é provável que o pó de sílica cristalina seja usado em combinação com o pó esférico. Embora existam muitos enchimentos com melhor condutividade térmica do que o pó de silício cristalino, como o pó esférico de alumina, etc., eles são caros e difíceis de serem usados ​​em larga escala pelos fabricantes de placas revestidas de cobre no futuro.

(2) O rápido desenvolvimento do mercado de pó de silício fundido

Com o desenvolvimento de várias tecnologias de comunicação avançadas, uma variedade de equipamentos de alta frequência têm sido amplamente utilizados e seu mercado está crescendo a uma taxa de 15 a 20 a cada ano, o que impulsionará o rápido desenvolvimento do mercado de pó de silício fundido até certo ponto.

(3) Mercado estável de pó de silício composto

Atualmente, a maioria dos fabricantes nacionais de placas revestidas de cobre começaram a usar pó de silício composto para substituir o pó de silício cristalino e aumentar gradualmente a proporção de uso, o mercado de pó de silício composto alcançará a saturação nos próximos dois anos. Os fabricantes de pó de silício estão aumentando a produção ao mesmo tempo, mas também continuam a otimizar os indicadores do produto. Para reduzir ainda mais o desgaste da broca, será necessário o desenvolvimento de cargas de menor dureza.

(4) Mercado otimista de pó esférico de alta qualidade

Os materiais de substrato de PCB estão se desenvolvendo rapidamente na direção do desbaste, especialmente o atual desbaste dos materiais de substrato de placa multicamadas HDI é mais proeminente. Muitos produtos eletrônicos portáteis na promoção contínua de seu case 'fino, leve, pequeno' e multifuncional, precisam de mais camadas de PCB, com espessura mais fina. Com o desenvolvimento de produtos eletrônicos na direção da miniaturização e integração, a proporção de placas HDI aumentará no futuro e, ao mesmo tempo, projetos domésticos de placas transportadoras de IC também serão lançados em muitos lugares na China. Em um bom ambiente de mercado, é necessário que os fabricantes nacionais de pó de silício possam lançar produtos de pó de silício esférico de alta qualidade com alta pureza, alta fluidez, baixo coeficiente de expansão e boa distribuição de tamanho de partícula, portanto, vale a pena esperar a perspectiva de aplicação de pó de silício esférico na indústria de placas revestidas de cobre.

(5) O esperado mercado de pó de silício ativo

O uso de pó de silício ativo como carga pode melhorar algumas das propriedades da placa revestida de cobre, e já existem fabricantes de pó de silício no mercado para lançar produtos em pó de silício ativo. No entanto, se você deseja promover o uso de pó ativo no campo de placas revestidas de cobre, os fabricantes de pó de silício têm um longo caminho a percorrer, não apenas precisam da estreita cooperação dos fabricantes de agentes de acoplamento a montante, mas também da cooperação total dos fabricantes de placas revestidas de cobre a jusante. Enquanto os problemas técnicos de modificação forem resolvidos, valerá a pena aguardar o mercado de pó de silício ativado.