Сферический кварцевый порошок, как разновидность кварцевого порошка особой формы и аморфной структуры, не только обладает общими характеристиками хорошей изоляции и химической стабильности кварцевых материалов, но также имеет свои особые свойства. Сферический кварцевый порошок имеет сферическую форму и хорошую текучесть. Для ЭМС количество добавляемого кварцевого порошка можно увеличить без изменения текучести, тем самым увеличивая скорость заполнения кварцевым порошком. В настоящее время в отрасли ЭМС для выполнения требований охраны окружающей среды и достижения показателей экологической сертификации одним из эффективных способов является увеличение количества засыпки кварцевого порошка в ЭМС. На международном уровне самая высокая скорость заполнения сферическим кварцевым порошком в EMC достигла более 90%. В то же время коэффициент теплового расширения сферического кварцевого порошка близок к коэффициенту теплового расширения монокристаллического кремния, поэтому чем выше скорость заполнения сферическим кварцевым порошком, тем лучше производительность производимых электронных компонентов. В процессе производства формовочной смеси усилие измельчения сферического кварцевого порошка меньше, чем у кристаллического кварцевого порошка, а износ формы происходит медленно, что может удвоить срок службы формы.
Чтобы обеспечить качество сферических продуктов из кварцевого порошка, чтобы их можно было лучше использовать в эпоксидных формовочных смесях, рабочие параметры, такие как распределение частиц по размерам, химический состав, электропроводность, pH, скорость сфероидизации и белизна сферических продуктов из кварцевого порошка. обычно тестируется для определения контроля его качества.
1. Распределение частиц по размерам
Распределение частиц по размерам является основной характеристикой порошковых материалов. Распределение частиц сферического кварцевого порошка по размерам связано со скоростью его наполнения эпоксидной формовочной массой. При измерении размера частиц обычно используется лазерный анализатор размера частиц, чтобы охарактеризовать распределение частиц порошка по размерам с помощью кривой распределения размера частиц и характеристических параметров размера частиц, таких как D10, D50 и D90. Согласно принципу плотнейшей упаковки, сферы являются наиболее идеальными частицами для достижения плотнейшей упаковки. По сравнению с угловатым кварцевым порошком и порошком плавленого кварца количество наполнителя сферического кварцевого порошка с таким же распределением частиц по размерам в эпоксидной формовочной массе выше, а массовое соотношение является самым высоким. До 90%. Сферический порошок кремнезема с унимодальным распределением не может обеспечить плотную упаковку, поэтому скорость заполнения невелика. Метод увеличения скорости наполнения обычно заключается в смешивании сферических кварцевых порошков с различным распределением частиц по размерам и формировании сферических кварцевых порошков с мультимодальным распределением путем смешивания и дозирования. Хорошее распределение частиц по размерам может значительно увеличить добавление сферического кварцевого порошка, улучшить характеристики теплового расширения и термическую стабильность формовочной массы, а также снизить себестоимость эпоксидной формовочной массы.
2 химический состав
Чистота является одним из наиболее важных показателей эффективности изделий из сферического кварцевого порошка, который напрямую определяет качество конечного продукта из сферического кварцевого порошка, что, в свою очередь, влияет на диэлектрические изоляционные свойства формовочных компаундов и связано со стабильностью и надежностью интегрированных схемы и электронные компоненты. Для изделий из сферического кварцевого порошка чем ниже содержание примесных элементов, тем выше содержание SiO2 и тем выше чистота продукта. Если процесс получения шаровидного кварцевого порошка пламенным способом является подходящим, в производственный процесс практически не будут вводиться никакие примеси. Таким образом, химический состав сферического кварцевого порошка тесно связан с чистотой сырья. Если чистота сырья высока, чистота продукта также высока.
3 Электропроводность и рН
Определение электропроводности является важным показателем для определения чистоты сферического кварцевого порошка. Чем выше электропроводность, тем больше она повлияет на диэлектрические свойства эпоксидных формовочных изделий. Большинство примесей в сферическом кварцевом порошке растворимы. Поскольку количество заряженных ионов в водной вытяжке пропорционально проводимости раствора, чем выше концентрация ионов в водной вытяжке, тем больше проводимость, что указывает на худшую чистоту кварцевого порошка. Обычно требуется, чтобы проводимость кварцевого порошка электронного сорта была менее 5 мкСм/см. Примесями, вызывающими увеличение электропроводности сферического кварцевого порошка, являются в основном железо, натрий, калий и другие элементы. Содержание алюминия мало влияет на проводимость. Вышеупомянутые элементы-примеси, как правило, не вводятся в производственный процесс, поэтому чистота сырья контролируется
При использовании подходящего процесса проводимость сферического кварцевого порошка можно контролировать в приемлемом диапазоне. Как правило, чем меньше размер частиц сферического кварцевого порошка, тем выше проводимость и ниже значение pH, как показано в таблице 2, в основном потому, что чем меньше размер частиц сырья, тем больше время шаровой мельницы, так что в сырье попадает больше примесей.
4 Скорость сфероидизации
Скорость сфероидизации указывает на долю сферических частиц в продукте. Чем выше скорость сфероидизации, тем лучше заполняемость изделий из сферического кварцевого порошка эпоксидными формовочными смесями. При использовании пламенного метода получения сферического кварцевого порошка факторами, влияющими на скорость сфероидизации продукта, являются температура пламени и степень дисперсности частиц. Температуру пламени можно оптимизировать, регулируя расход газа и кислорода. Диспергирование частиц кварца является ключевым процессом для производства ультратонких сферических продуктов из кварцевого порошка. Ультрадисперсные частицы порошка имеют малый размер и большую удельную поверхность. Благодаря электростатическому притяжению и силе Ван-дер-Ваальса очень легко происходит агломерация. Если проблема агломерации угловатого кварцевого порошка не будет решена перед поступлением в печь сфероидизации, множественные частицы кварца будут связываться и эвтектизироваться в пламени, а после сфероидизации будут образовываться частицы с большим размером частиц, что повлияет на качество и выход. продукта. Воздух под высоким давлением можно использовать для распыления ультрадисперсного порошка, а затем проводить ультразвуковое диспергирование для деагломерации агломерированных частиц сырья и повышения скорости сфероидизации сферических продуктов из кварцевого порошка.
5 белизна
Эпоксидный формовочный компаунд может иметь различные цвета, обычно используются черный, красный и зеленый, среди которых черный является наиболее распространенным, поэтому белизна сферического кварцевого порошка мало влияет на его характеристики. Однако белизна может в определенной степени отражать чистоту продукта. Обычно есть две причины низкой белизны. Это может быть связано с износом железной внутренней стенки трубопровода производственного оборудования, которая окисляется при высокой температуре с образованием Fe2O3 в продукте, или это может быть связано с неполным сгоранием газа, образующим углерод, прикрепленный к частицам кварца. Как правило, белизна угловатого кварцевого порошка превышает 90, а белизна произведенного продукта должна быть выше 85. Если белизна продукта слишком низкая, ее можно улучшить с помощью магнитной сепарации и удаления железа.