硅微粉是一類用途極為廣泛的無機(jī)材料,具有介電性能優(yōu)異、熱膨脹系數(shù)低、導(dǎo)熱系數(shù)小、抗腐蝕及資源豐富等特點(diǎn)。硅微粉優(yōu)異的物理性能、極高的化學(xué)穩(wěn)定性和獨(dú)特的光學(xué)性質(zhì),決定了其在高新技術(shù)領(lǐng)域的特殊地位,硅微粉已經(jīng)成為諸多高新科技領(lǐng)域最基礎(chǔ)、最重要和最關(guān)鍵的原料。
我們國家正面對(duì)著一個(gè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和信息化的社會(huì),當(dāng)今世界的政治、經(jīng)濟(jì)、科技、文化和軍事等領(lǐng)域都正在發(fā)生深刻變化。政府和學(xué)術(shù)界一致認(rèn)為,創(chuàng)新是知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要?jiǎng)恿?,而科技?chuàng)新則是創(chuàng)新最重要的基石。由于新材料在發(fā)展高技術(shù)、改造和提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、增強(qiáng)綜合國力和國防實(shí)力方面起著重要的作用,世界各發(fā)達(dá)國家都非常重視它的研究開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化工作。隨著高新技術(shù)特別是微電子工業(yè)的迅猛發(fā)展,促進(jìn)了高純、超細(xì)與球形硅微粉需求量的增長,其年平均增長率已超過20 %。21世紀(jì)中國硅微粉產(chǎn)業(yè)面臨著改進(jìn)技術(shù)結(jié)構(gòu),提高工藝技術(shù)和裝備整體水平、實(shí)現(xiàn)電子信息等創(chuàng)新技術(shù)產(chǎn)業(yè)配套用高技術(shù)硅微粉國產(chǎn)化的艱巨任務(wù)。
按結(jié)構(gòu)可分為結(jié)晶和熔融硅微粉,按形狀又可分為角形和球形硅微粉。
結(jié)晶硅微粉是以天然的石英石為原料。由于其外形呈無規(guī)則狀,因此又稱為角形結(jié)晶硅微粉。結(jié)晶硅微粉包括普通型和非普通型,主要區(qū)別在于純度要求。
熔融硅微粉又稱無定型或非晶態(tài)硅微粉。一是用精制石英砂為原料經(jīng)高溫熔煉(1740℃)等工序制備而成;二是以硅化物(有機(jī)硅、四氯化硅、堿金屬硅酸鹽),采用化學(xué)合成方法制備而成。
按硅微粉的應(yīng)用領(lǐng)域分類,又可分為:普通硅微粉(PG)、普通活性硅微粉(PGH)、電工級(jí)硅微粉(DG)、電工級(jí)活性硅微粉(DGH)、電子級(jí)結(jié)晶型硅微粉(JG)、電子級(jí)結(jié)晶型活性硅微粉(JGH)、電子級(jí)熔融型硅微粉(RG)和電子級(jí)熔融型活性硅微粉(RGH)。
球形硅微粉主要用于大規(guī)模集成電路塑封料生產(chǎn)及光電子工程、化學(xué)工程等領(lǐng)域。
因?yàn)榍蛐喂栉⒎哿鲃?dòng)性好,與樹脂攪拌成膜均勻,樹脂添加量小,重量比可達(dá)90.5 %,硅微粉的填充率越高,就越接近單晶硅的熱膨脹系數(shù),由此生產(chǎn)的電子元器件質(zhì)量也越好。用球形硅微粉制成的環(huán)氧塑封料應(yīng)力最小,強(qiáng)度高,用其封裝集成電路芯片時(shí),成品率高,并且在使用過程中不易產(chǎn)生機(jī)械損傷。同時(shí),球形硅微粉摩擦系數(shù)小,模具的使用壽命可延長一倍。
納米SiO2粉體具有許多奇異特性,如:小尺寸效應(yīng)、表面與界面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)以及宏觀量子隧道效應(yīng)等。在其使用過程中表現(xiàn)出卓越的補(bǔ)強(qiáng)性、增韌性、觸變性、消光性、分散性、高介電絕緣性及高光潔性等,而被廣泛用于現(xiàn)代工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域。