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        硅微粉

               硅微粉是由純凈石英粉經先進的超細研磨工藝加工而成,是用途為廣泛的無機非金屬材料。具有介電性能優異、熱膨脹系數低、導熱系數高、懸浮性能好等優點。因其具有優良的物理性能、的化學穩定性、的光學性質及合理、可控的粒度分布,從而被廣泛應用于光學玻璃、電子封裝、電氣絕緣、陶瓷、油漆涂料、精鑄造、硅橡膠、醫藥、化裝品、電子元器件以及超大規模集成電路、移動通訊、手提電腦、航空航天等生產領域。 

        硅微粉還是生產多晶硅的重要原料。硅微粉用無水氯化氫(HCl)與之反應在一個流化床反應器中,生成三氯氫硅(SiHCl3),SiHCl3進一步提純后在氫氣中還原沉積成多晶硅。而多晶硅則是光伏產業太陽能電池的主要原材料。近年來,全球能源的持續緊張,使大力發展太陽能成為了世界各國能源戰略的,隨著光伏產業的風起云涌,太陽能電池原材料多晶硅價格暴漲,又促使硅微粉的市場需求迅猛增長,硅微粉呈現出供不應求的局面,更使硅資源擁有者盡享驚人的暴利。 

        據調查,目前國內生產硅微粉的能力約25萬噸,主要是普通硅微粉,而高純超細硅微粉大量依靠進口。初步預測2005年我國對超細硅微粉的需求量將達6萬噸以上。其中,橡膠行業是大的用戶,涂料行業是重要有巨大潛力的應用領域,電子塑封料、硅基板材料和電子電器澆注料對高純超細硅微粉原料全部依靠進口,僅普通球形硅微粉的價格2—3萬元/噸,而高純超細硅微粉的價格則高達幾十萬元/噸以上。 

        硅微粉是由純凈石英粉經先進的超細研磨工藝加工而成,是用途為廣泛的無機非金屬材料。具有介電性能優異、熱膨系數低、導熱系數高、懸浮性能好等優點。因其具有優良的物理性能、的化學穩定性、的光學性質及合理、可控的粒度分布,從而被廣泛應用于光學玻璃、電子封裝、電氣絕緣、陶瓷、油漆涂料、硅橡膠、醫藥、化裝品、電子元器件以及超大規模集成電路、移動通訊、手提電腦、航空航天等生產領域。 硅微粉還是生產多晶硅的重要原料。硅微粉用無水氯化氫(HCl)與之反應在一個流化床反應器中,生成三氯氫硅(SiHCl3),SiHCl3進一步提純后在氫氣中還原沉積成多晶硅。而多晶硅則是光伏產業太陽能電池的主要原材料。近年來,全球能源的持續緊張,使大力發展太陽能成為了世界各國能源戰略的,隨著光伏產業的風起云涌,太陽能電池原材料多晶硅價格暴漲,又促使硅微粉的市場需求迅猛增長,硅微粉呈現出供不應求的局面,更使硅資源擁有者盡享驚人的暴利。 據調查,目前國內生產硅微粉的能力約50萬噸,主要是普通硅微粉,而高純超細硅微粉大量依靠進口。初步預測2008年我國對超細硅微粉的需求量將達10萬噸以上。其中,橡膠行業是大的用戶,涂料行業是重要有巨大潛力的應用領域,電子塑封料、硅基板材料和電子電器澆注料對高純超細硅微粉原料全部依靠進口,僅普通球形硅微粉的價格2—3萬元/噸,而高純超細硅微粉的價格則高達幾十萬元/噸以上。

          超細硅微粉具有粒度小、比表面積大、化學純度高、分散性能好等特點。以其優越的穩定性、補強性、增稠性和觸變性而在橡膠、涂料、醫藥、造紙、日化等諸多領域得到廣泛應用,并為其相關工業領域的發展提供了新材料的基礎和技術保證,享有“工業味精”“材料科學的原點”之美譽。自問世以來,已成為當今時間材料科學中能適應時代要求和發展快的品種之一,發達國家已經把高性能、高附加植的精細無機材料作為本世紀新材料的加以發展。

        近年來,計算機市場、網絡信息技術市場發展迅猛,CPU集程度愈來愈大,運算速度越來越快,家庭電腦和上網用戶越來越多,對計算機技術和網絡技術的要求也越來越高,作為技術依托的微電子工業也獲得了飛速的發展,PⅢ 、PⅣ 處理器,寬帶大容量傳輸網絡,都離不開大規模、超大規模集成電路的硬件支持。

            隨著微電子工業的迅猛發展,大規模、超大規模集成電路對封裝材料的要求也越來越高,不僅要求對其超細,而且要求其有低放射性元素含量,特別是對于顆粒形狀提出了球形化要求。高純超細熔融球形石英粉(簡稱球形硅微粉)由于其有高介電、高耐熱、高耐濕、高填充量、低膨脹、低應力、低雜質、低摩擦系數等優越性能,在大規模、超大規模集成電路的基板和封裝料中,成了不可缺少的材料。

            為什么要球形化?球的表面流動性好,與樹脂攪拌成膜均勻,樹脂添加量小,并且流動性好,粉的填充量可達到高,重量比可達90.5%,因此,球形化意味著硅微粉填充率的增加,硅微粉的填充率越高,其熱膨脹系數就越小,導熱系數也越低,就越接近單晶硅的熱膨脹系數,由此生產的電子元器件的使用性能也越好。其次,球形化制成的塑封料應力集中小,強度高,當角形粉的塑封料應力集中為1時,球形粉的應力僅為0.6,因此,球形粉塑封料封裝集成電路芯片時,成品率高,并且運輸、安裝、使用過程中不易產生機械損傷。其三,球形粉摩擦系數小,對模具的磨損小,使模具的使用壽命長,與角形粉的相比,可以提高模具的使用壽命達一倍,塑封料的封裝模具價格很高,有的還需要進口,這一點對封裝廠降低成本,提高經濟效益也很重要。

            球形硅微粉,主要用于大規模和超大規模集成電路的封裝上,根據集程度(每塊集成電路標準元件的數量)確定是否球形硅微粉,當集程度為1M到4M時,已經部分使用球形粉,8M到16M集程度時,已經全部使用球形粉。250M集程度時,集成電路的線寬為0.25μm,當1G集程度時,集成電路的線寬已經小到0.18μm,目前計算機PⅣ 處理器的CPU芯片,就達到了這樣的水平。這時所用的球形粉為更的,主要使用多晶硅的下腳料制成正硅酸乙脂與四氯化硅水解得到SiO2,也制成球形其顆粒度為 -(10~20)μm可調。這種用化學法合成的球形硅微粉比用的石英原料制成的球形粉要貴10倍,其原因是這種粉基本沒有放射性α射線污染,可做到0.02PPb以下的鈾含量。當集程度大時,由于超大規模集成電路間的導線間距非常小,封裝料放射性大時集成電路工作時會產生源誤差,會使超大規模集成電路工作時可靠性受到影響,因而對放射性提出嚴格要求。而石英原料達到(0.2~0.4) PPb就為好的原料?,F在國內使用的球形粉主要是原料制成的球形粉,并且也是進口粉。


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