Разница между промышленным кварцевым наполнителем $5/кг и наполнителем из плавленого кварца электронного класса $50/кг заключается не в сырье, а в производственном процессе. Оба начинаются с высокочистого кварца. Их отличает точность каждого этапа от добычи до упаковки готового продукта. Это условия плавления, технология измельчения, точность классификации и контроль загрязнений, применяемый на каждом этапе.
Плавленый кварц электронного класса является основным наполнителем в эпоксидных компаундах для полупроводниковых плат и ламинатах для печатных плат. Одна слишком крупная частица может вызвать смещение проводников во время формования или потерю сигнала на частоте 28 ГГц. Производственный процесс должен постоянно предотвращать оба дефекта, от партии к партии. В этой статье рассматривается семиступенчатая производственная цепочка: выбор сырья, плавление, измельчение, классификация, обработка поверхности и контроль загрязнений. На каждом этапе существуют определенные параметры качества, определяющие, соответствует ли конечный продукт требованиям, предъявляемым инженерами по упаковке полупроводников.
Что делает плавленый кварц «электронным» — пороговые значения, указанные в технических характеристиках.
Плавленый кварц — это аморфный диоксид кремния, получаемый путем плавления высокочистого кристаллического кварца при температуре выше 1720 °C. Плавление превращает кристаллический кварц в неупорядоченную стекловидную сетку, создавая аморфный плавленый кварц. Эта аморфная структура придает плавленому кварцу чрезвычайно низкий коэффициент теплового расширения (0,5 ppm/°C по сравнению с 12-17 ppm/°C для эпоксидной смолы). Низкий коэффициент теплового расширения делает его ценным для упаковки полупроводников, поскольку он соответствует коэффициенту расширения кремния. Он снижает термомеханическое напряжение во время оплавления припоя и термических циклов. Но «плавленый кварц» охватывает широкий спектр продуктов. Сочетание химической чистоты, спецификации размера частиц и содержания аморфной фазы определяет электронный класс — требования, которым не соответствует большинство промышленных плавленых кварцев.
| Спецификация | Стандартный класс электромагнитной совместимости (ЭМС). | Мелкодисперсионный / BGA-класс | Сверхтонкий / класс WLP |
| D50 (медианный размер) | 5–10 мкм | 3–6 мкм | 1–3 мкм |
| D97 / D98 максимум | <25 мкм | <15 мкм | <8 мкм |
| Dmax (абсолютный максимум) | <45 мкм | <25 мкм | <12 мкм |
| Чистота SiO2 (минимальная) | 99.9% | 99.95% | 99.97% |
| Аморфное содержимое | ≥99% | ≥99,5% | ≥99,9% |
| Максимум Fe2O3 | <30 ppm | <10 ppm | <5 ppm |
| U + Th (радиоактивность) | <1 ppb каждый | <0,5 ppb каждый | <0,2 ppb каждый |
Технические характеристики различаются в зависимости от заказчика и области применения. Приведенные выше данные представляют собой типичные диапазоны, характерные для отрасли. Перед началом производства сверьте характеристики с техническими условиями производителя элементов питания или компании-производителя комплектующих.
Два параметра в этой таблице заслуживают пояснения. Пределы радиоактивности U и Th предотвращают программные ошибки, вызванные альфа-частицами, в устройствах DRAM и логических схемах. Эти единичные сбои приводят к невидимым отказам в надежности в процессе эксплуатации. В настоящее время стандартной процедурой для корпусирования памяти является проверка на радиоактивность наполнителя из плавленого кварца. По соображениям здоровья и производительности требуется содержание аморфного вещества ≥99%. Остаточный кристаллический кварц является канцерогеном при вдыхании. Его диэлектрические свойства также отличаются от аморфного SiO₂, что влияет на целостность высокочастотного сигнала.
Этап 1 — Выбор сырья
Здесь установлен предел качества конечного продукта. Ни один последующий этап обработки не может повысить чистоту выше той, которую обеспечивает исходное сырье — он может только сохранить или ухудшить ее. Большинство производителей плавленого кварца электронного качества работают с высокочистым жильным кварцем: SiO₂ обычно 99,5–99,91 TP3T, добываемым из месторождений, где кристаллическая структура достаточно велика, чтобы позволить физическое отделение включений примесных минералов.
Природный кварц против синтетических прекурсоров
Несмотря на изменчивость характеристик, природный жильный кварц остается основным коммерческим сырьем для производства плавленого кварца марки EMC. Синтетические прекурсоры SiO₂ обеспечивают более высокую чистоту, но стоят в 5-10 раз дороже природного кварца. При загрузке наполнителя 70-85% синтетическое сырье становится нерентабельным для массового производства полупроводниковых компонентов. Критические параметры сырья включают содержание SiO₂, профиль следовых количеств металлов и содержание влаги. Распределение примесей в сырье проверяется с помощью рентгенофлуоресцентного анализа (XRF) и масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ICP-MS). Жидкие включения или минеральные жилы концентрируют щелочные металлы и железо в кварцевых отложениях. Эти примеси появляются в расплаве и не могут быть удалены впоследствии.
Проверка на радиоактивность
Низкофоновый подсчет альфа-частиц позволяет выявлять альфа-излучение от цепочек распада урана и тория, обычно измеряя количество импульсов в час на единицу площади. Этот тест небыстрый — стандартный период подсчета для низкоуровневого скрининга составляет 24 часа. В цепочках поставок, обслуживающих производство современных логических микросхем и микросхем DRAM, партии сырья помещаются на карантин до завершения скрининга на радиоактивность.
Если одна партия высокорадиоактивного урана проходит химический контроль качества, но не проходит проверку на радиоактивность, это существенно нарушает цепочку поставок, поскольку плавление начинается до обнаружения.
Этап 2 — Плавление и витрификация
Для превращения кристаллического кварца в аморфный плавленый кварц требуется длительное поддержание температуры выше 1720 °C — значительно выше точки плавления кварца, составляющей приблизительно 1650 °C. Эта разница имеет значение: материал, нагретый только до 1650 °C, подвергается частичному фазовому превращению и сохраняет остаточное кристаллическое содержимое, которое будет обнаружено при рентгенодифракционном анализе конечного продукта.
Электродуговой термоядерный синтез против термоядерного синтеза в водородно-кислородном пламени
В настоящее время в промышленности используются два технологических процесса плавки, которые позволяют получать различную продукцию.
Электродуговая плавка использует графитовые или вольфрамовые электроды для создания необходимых температур. Она позволяет обрабатывать большие объемы продукции (тонны за партию) и является доминирующей технологией для получения стандартного и большинства промышленных сортов плавленого кварца. Риск загрязнения связан с износом электродов: графитовые электроды вносят углерод в расплав; металлические электроды — следы металлов. Оба фактора можно контролировать с помощью технологического управления, но они накладывают верхний предел достижимой чистоты, что делает электродуговую плавку менее подходящей для самых высококачественных электронных применений.
При плавлении в водородно-кислородном пламени сжигаются H₂ и O₂, образуя чистое высокотемпературное пламя (выше 2000 °C в зоне реакции). При этом отсутствуют электроды, металлические детали, контактирующие с расплавом, а единственными технологическими газами являются водород и кислород. Этот метод позволяет получать плавленый кварц более высокой чистоты при меньшей производительности и более высокой стоимости за килограмм. Он является предпочтительным методом для получения ультратонких и сверхвысокочистых марок, где загрязнение электродов при дуговой плавке превышает допустимые нормы содержания примесей.
Один из компромиссов, характерных именно для пламенного плавления: при сгорании водорода образуется водяной пар, который может вводить гидроксильные (–OH) группы в стеклообразную сетку. Остаточные –OH-группы увеличивают тангенс угла диэлектрических потерь на микроволновых частотах — это проблема для применения в ламинированных печатных платах в диапазоне 5G. Контроль влажности в технологической атмосфере (регулирование соотношения H₂/O₂ и атмосферы печи) позволяет поддерживать уровень –OH ниже порогового значения, влияющего на электрические характеристики.
Контроль качества после плавления
• Рентгенодифракционный анализ (XRD): для количественного определения содержания аморфной фазы — уточнение по методу Ритвельда должно показать <0,5% кристаллических фаз для материала электронного качества.
• Повторный анализ методом ICP-MS: для проверки отсутствия загрязнений, внесенных в процессе плавления — сравнение профилей содержания микроэлементов до и после плавления.
•Визуальный осмотр: перед измельчением проверьте слиток или кусок на наличие нерасплавленных зон, включений и крупных пузырьков.
Этап 3 — Первичное измельчение: дробление и предварительное помол
Плавленый кварц выходит из стадии плавки в виде слитков, кусков или плит — исходного материала, который необходимо измельчить до пригодного для обработки размера перед тонким помолом. На этом этапе достигается эффективное измельчение без внесения металлических примесей, которые свели бы на нет все достижения стадии плавки.
Щековая дробилка измельчает слитки размером 50-200 мм до <10 мм. Риск загрязнения связан с износом щековых пластин: стандартные щековые пластины из марганцевой стали выделяют железо в количествах, неприемлемых для материалов электронного качества. Производители используют высокоглиноземистые керамические вставки в щековых пластинах или композитные щековые пластины из карбида вольфрама для первичного дробления плавленого кварца электронного качества. Оба метода увеличивают стоимость, но предотвращают попадание железа на этапе, когда массовый поток достаточно высок, чтобы сделать коррекцию загрязнения на последующих этапах нецелесообразной.
Предварительное измельчение до размера частиц 100-200 меш (75-150 мкм) осуществляется с помощью валковой или шаровой мельницы с керамической футеровкой — из оксида алюминия или диоксида циркония в зависимости от спецификации примесей. Целью на этом этапе является обеспечение стабильного распределения частиц по размерам для этапа тонкого измельчения: 100%, проходящий через сито с размером частиц 150 мкм, при этом D50 обычно находится в диапазоне 30-60 мкм. Переизмельчение на этом этапе приводит к потере энергии без пользы; недоизмельчение создает неоднородный и более крупный материал для этапа тонкого измельчения, что смещает рабочую точку классификационной схемы.
Этап 4 — Тонкое измельчение до целевого размера частиц
В соответствии со спецификацией D50, диапазон размеров частиц которой составляет от 1 мкм до 15 мкм, теперь определяется, насколько тонко операторы должны измельчать предварительно измельченный плавленый кварц. Для этого этапа измельчения существуют две технологии. Выбор технологии в основном определяется целевой тонкостью помола и допустимым уровнем загрязнения.
Шаровая мельница с воздушным классификатором (стандартного и среднего качества)
Для стандартных марок целлюлозы с размером частиц D50 5-15 мкм и D97 ниже 25-45 мкм наиболее энергоэффективным вариантом является шаровая мельница с керамической футеровкой в замкнутом цикле с динамическим воздушным классификатором. Мельница измельчает частицы; классификатор сортирует выходной материал, возвращая частицы большего размера в мельницу и отправляя частицы, соответствующие спецификации, в систему сбора продукта. Такая конструкция замкнутого цикла предотвращает чрезмерное измельчение: частицы покидают цикл, как только достигают требуемого размера, вместо того, чтобы продолжать измельчаться до более мелкого состояния, чем необходимо.
Управление загрязнением: материал шариков и футеровки должен соответствовать допустимому уровню примесей в изделии. Для большинства стандартных применений в электромагнитной очистке правильным решением являются шарики из оксида алюминия (Al₂O₃) в мельнице с футеровкой из оксида алюминия — загрязнение алюминием, возникающее из-за износа футеровки, допустимо в составах электромагнитной очистки на основе SiO₂. Для применений, где даже загрязнение алюминием должно быть ниже 50 ppm, использование шариков из диоксида циркония в мельнице с футеровкой из диоксида циркония исключает путь проникновения алюминия, но увеличивает стоимость оборудования.
Струйное фрезерование для получения мелкой и сверхтонкой фракций.
Для мелкозернистых и WLP-марк, требующих D50 ниже 5 мкм и Dmax ниже 15 мкм, стандартным процессом является струйное измельчение в псевдоожиженном слое. Ключевое преимущество заключается в механизме измельчения: частицы разрушаются при столкновении друг с другом на высокой скорости, движимой струями сжатого газа. Отсутствуют поверхности измельчения, контактирующие с продуктом — единственными твердыми поверхностями являются стенки камеры и классификационное колесо, которые могут быть футерованы керамикой. Загрязнение металлами на этапе измельчения практически сводится к нулю.
Сжатый газ должен быть сухим и обезжиренным. Влага в газе для измельчения при малых размерах частиц вызывает агломерацию частиц в классификаторе, что расширяет распределение частиц по размерам и непредсказуемо повышает показатель D97. В стандартной практике при производстве мелкодисперсного плавленого кварца является установка встроенного датчика точки росы на входе газа.
Энергетические затраты на струйное измельчение в 3-4 раза выше на тонну, чем на шаровое измельчение при той же целевой плотности D50. Для мелкозернистого плавленого кварца с удельной плотностью $40-80/кг энергетическая переплата легко оправдана. Точка перехода — когда струйное измельчение становится более экономичным вариантом с точки зрения общих затрат по сравнению с шаровым измельчением и обширным контролем загрязнений — обычно находится в районе D50 4-5 мкм.
Угловая против сферической: вопрос морфологии
Как шаровое, так и струйное измельчение приводят к образованию угловатых частиц. Это обеспечивается механикой разрушения — измельчение разрушает материал вдоль плоскостей концентрации напряжений, образуя нерегулярные фрагменты независимо от используемой технологии. Угловой плавленый кварц подходит для стандартной ЭМС при нагрузке до приблизительно 801 Т3 Т по весу.
Для сложных компаундов, требующих минимального коэффициента теплового расширения (КТР), необходима загрузка выше 80%. Угловатые частицы при таких уровнях загрузки создают чрезмерную вязкость компаунда, препятствуя потоку при литье под давлением. Производители получают сферический плавленый кварц путем пропускания мелкодисперсного угловатого порошка через водородно-кислородное пламя (пламенная сфероидизация). Процесс сфероидизации не изменяет химический состав частиц или содержание аморфной фазы; он преобразует форму частиц за счет эффектов поверхностного натяжения в расплавленном состоянии. Доплата за этот процесс значительна (обычно в 2-3 раза выше за килограмм по сравнению с угловатым продуктом с тем же распределением частиц по размерам) и оправдана только для тех применений, где целевая загрузка не может быть достигнута с помощью угловатого наполнителя.
Этап 5 — Классификация до окончательной спецификации размера частиц
На этом этапе определяется окончательный параметр PSD — и для электронных изделий это наиболее технически сложный этап в производственной цепочке. Шлифовка определяет приблизительное значение D50. Классификация определяет значения D97, Dmax и диапазон с точностью, требуемой спецификациями для корпусирования полупроводников.
Почему классификацию нельзя пропускать
Измельчение обеспечивает широкое и непрерывное распределение размеров частиц. Шаровая или струйная мельница, работающая при заданной энергии, производит материал размером от субмикронных частиц до частиц, размер которых в 5-10 раз превышает D50. Показатель D97 для неклассифицированного материала, полученного в результате измельчения, обычно в 3-5 раз превышает D50 — это означает, что при D50 5 мкм значения Dmax 30-50 мкм являются обычными без классификации. При шаге проволочной сварки 0,4 мм частицы размером более 25 мкм являются опасными. Классификация обязательна.
Одноступенчатая классификация воздуха (стандартные классы)
Динамический воздушный классификатор разделяет частицы за счет баланса центробежной силы и аэродинамического сопротивления на поверхности классификационного колеса. Скорость вращения колеса контролирует точку разделения: более высокая скорость отбрасывает более крупные частицы обратно в мельницу, а более мелкие частицы проходят в продукт. Для стандартных марок EMC, где D97 должен быть ниже 25 мкм, достаточно одноступенчатого классификатора — четкость разделения, достигаемая при правильной конфигурации однороторного классификатора, достаточна для стабильного достижения этой цели.
Многоступенчатая классификация для тонких сортов
Для мелкозернистых и WLP-марк, где значение D97 должно быть ниже 10-12 мкм, одной ступени классификации недостаточно для обеспечения четкости разделения. Переходная зона между частицами, классифицируемыми как мелкие, и частицами, отбракованными как крупные, слишком широка — некоторые частицы с целевым значением D97 проскальзывают в продукт. Двухступенчатая схема классификации решает эту проблему: первый классификатор устанавливает значение D50; второй работает как точный верхний классификатор, специально нацеленный на крупный хвост и обеспечивающий, чтобы значение Dmax оставалось ниже предельного значения. Двухступенчатый подход увеличивает стоимость оборудования и снижает производительность на единицу установленной мощности классификаторов, но это единственный надежный способ поддерживать значение D97 ниже 10 мкм с той стабильностью, которая необходима для цепочек поставок электронного качества.
Геометрия горизонтального классификатора имеет особое преимущество для мелкодисперсных фракций. В классификаторе с вертикальной осью гравитационное осаждение более крупных частиц частично компенсирует центробежную силу отбрасывания — в точках разделения частиц размером менее 5 мкм это создает асимметричное разделение, которое расширяет распределение в сторону крупных частиц. Классификаторы с горизонтальной осью устраняют этот эффект, ориентируя зону классификации перпендикулярно силе тяжести, что обеспечивает более четкое разделение частиц мелкого размера.
Встроенный мониторинг PSD
Для производства электронных изделий контроль качества методом выборочного контроля в конце партии недостаточен. Четырехчасовой производственный цикл, начинающийся с показателя D97, соответствующего спецификации, но превышающего ее в последние 90 минут, приводит к получению смешанной партии — часть которой соответствует спецификации, а часть нет. Разделение их постфактум нецелесообразно. Стандартным решением является встроенный лазерный дифракционный датчик на выходе из классификатора, регистрирующий D10, D50, D90, D97 каждые 30-60 секунд. Скорость вращения колеса классификатора синхронизируется с показаниями D97 через контроллер обратной связи: когда D97 начинает расти, скорость вращения колеса увеличивается для повышения точности резки. Это позволяет постоянно поддерживать качество продукции в пределах спецификации, вместо проверки постфактум.
| Минимальные параметры сертификата анализа для плавленого кварца электронного качества. Параметры PSD: Для соответствия требованиям ЭМС необходимы значения D10, D50, D90, D97 и Dmax. Одного значения D50 недостаточно. Химия: Чистота SiO2 (рентгенофлуоресцентный анализ), Fe2O3, Al2O3, Na2O, K2O, TiO2 (масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой) — для каждого значения указаны сертифицированные максимальные значения. Аморфное содержимое: Количественная рентгенодифракционная спектроскопия (метод Ритвельда) — подтверждено в процентах аморфного вещества. Удельная площадь поверхности: Измерение BET — актуально для прогнозирования потребности в связующем веществе и вязкости в рецептуре EMC. Радиоактивность: Определение содержания U и Th методом альфа-счетчика или ICP-MS — необходимо для цепочек поставок компонентов логических микросхем и микросхем памяти. Морфология: Сферическая или угловатая форма, подтвержденная с помощью сканирующего электронного микроскопа, имеет значение для определения несущей способности. |
Этап 6 — Обработка поверхности
Не для всех применений плавленого кварца электронного класса требуется обработка поверхности, но для составов с высокой концентрацией наполнителя в электронно-химических матрицах она, как правило, необходима. Проблема заключается в химии поверхности. Естественный плавленый кварц имеет гидрофильную поверхность, покрытую силанольными (Si–OH) группами, которые образуют водородные связи с водой. Матрицы эпоксидных смол являются гидрофобными. При низкой концентрации наполнителя смола может адекватно смачивать поверхность наполнителя, несмотря на это несоответствие. При концентрации наполнителя 80-85% по весу, последствия недостаточного смачивания поверхности для вязкости достаточно серьезны, чтобы предотвратить литье под давлением.
Силановые связующие агенты
Силановые связующие агенты решают эту проблему, реагируя с поверхностными силанольными группами и заменяя их органофункциональными группами, совместимыми с химическим составом эпоксидной смолы. В результате реакции молекула силана присоединяется к поверхности диоксида кремния посредством связи Si–O–Si; затем органофункциональная концевая группа (эпоксидная, аминогруппа или метакрилат в зависимости от системы смол) совместно реагирует с матричной смолой в процессе отверждения.
Эпоксифункциональный силан (глицидоксипропилтриметоксисилан) является наиболее распространенным связующим агентом для стандартных эпоксидных систем на основе бисфенола-А. Производители используют аминосилан там, где химический состав смолы благоприятствует использованию аминных сореагентов. Термогравиметрический анализ (ТГА) подтверждает степень покрытия путем измерения потери массы органического покрытия. Измерение краевого угла смачивания подтверждает превращение гидрофильных свойств в гидрофобные.
Производители предпочитают сухую обработку (силан в газовой фазе в псевдоожиженном слое или ударном реакторе) для мелкодисперсного плавленого кварца с размером частиц менее D50 5 мкм. Влажная обработка при мелких размерах частиц вызывает агломерацию — жидкий покрывающий агент образует мостики между соседними частицами, прежде чем полностью распределиться. Агломерированный продукт требует переклассификации, что увеличивает затраты и снижает выход продукции.
Этап 7 — Контроль загрязнения по всей цепочке поставок
Качество конечного продукта отражает совокупную эффективность мер контроля загрязнения на каждом этапе. Каждая из следующих методик направлена на устранение конкретного пути загрязнения, который привел к браку партий при производстве плавленого кварца электронного качества.
Магнитная сепарация
Высокоградиентные магнитные сепараторы (10 000–15 000 Гаусс) устанавливаются после каждой стадии измельчения. Магнитные сепараторы удаляют ферромагнитные частицы износа с оборудования, расположенного выше по потоку, прежде чем они достигнут следующей стадии. К таким частицам относятся фрагменты щековых пластин, стружка от шаров мельницы и сколы футеровки. При малых размерах магнитные частицы опасны — они проходят через классификаторы и распределяются равномерно. Частица железа размером 2 мкм в кремнеземе D50 5 мкм ускользает от обнаружения лазерной дифракцией. Она будет обнаружена с помощью высокоградиентной магнитной сепарации или детектирована методом индуктивно связанной плазменной масс-спектрометрии (ICP-MS) на заключительном этапе тестирования.
Упаковка для чистых помещений
После прохождения окончательной классификации необходимо предотвратить любое повторное загрязнение. Упаковка в чистом помещении с избыточным давлением и HEPA-фильтрацией предотвращает попадание атмосферных частиц в открытые контейнеры с продуктом. Все упаковочные материалы, контактирующие с продуктом, должны соответствовать требованиям по содержанию следовых количеств металлов — некоторые марки полиэтиленовых пакетов содержат термостабилизаторы на основе металлов, которые могут проникать в сверхчистый плавленый кварц.
Финальная контрольная батарея QC
| Тест | Инструмент | Что оно проверяет |
| Распределение частиц по размерам | Лазерная дифракция (в процессе производства + на заключительном этапе производства) | D10, D50, D90, D97, Dmax — все пять параметров должны соответствовать спецификации. |
| Химическая чистота | Рентгенофлуоресцентный анализ (основные элементы) | Содержание SiO2 и основные примесные оксиды |
| Следовые количества металлов | ИК-МС | Fe, Al, Na, K, Ti и другие указанные элементы в концентрациях от ppm до суб-ppm. |
| Аморфное содержимое | Рентгенодифракционный анализ (метод Ритвельда) | Содержание кристаллического кварца должно быть ниже предельного значения, указанного в спецификации. |
| Удельная площадь поверхности | BET (адсорбция азота) | Площадь поверхности в м²/г — зависит от потребности в связующем веществе и степени покрытия силаном. |
| Радиоактивность | Подсчет альфа-частиц или ICP-MS для определения U/Th | U и Th — необходимы для сложных логических схем и корпусирования памяти. |
| Проверка обработки поверхности | ТГА + угол смачивания | Подтверждение равномерности покрытия силаном и гидрофобного преобразования. |
| Требуется оборудование для измельчения или классификации плавленого кварца электронного качества? Компания EPIC Powder Machinery поставляет струйные мельницы, шаровые мельницы с керамической футеровкой и многоступенчатые воздушные классификаторы, специально разработанные для производства плавленого кварца электронного класса. Все поверхности, контактирующие с продуктом, могут быть выполнены из оксида алюминия или диоксида циркония. Мы предлагаем бесплатные пробные классификации вашего исходного материала перед заключением договора на поставку оборудования. Отправьте нам данные о распределении частиц по размерам (PSD) вашего исходного материала и целевые значения D50, D97 и Dmax, и мы подтвердим достижимые результаты и проведем пробное измельчение. Запросите бесплатную пробную классификацию: www.quartz-grinding.com/contact Ознакомьтесь с нашим оборудованием для обработки плавленого кварца: www.quartz-grinding.com |
Часто задаваемые вопросы
В чём разница между плавленым кварцем и пирогенным кварцем — можно ли их взаимозаменяемо использовать в качестве наполнителей для электромагнитных помех?
Для получения этих материалов используются совершенно разные процессы с совершенно разными размерами частиц. Производители плавят плавленый кварц при температуре выше 1720 °C, а затем измельчают его до размера частиц D50 1-15 мкм для получения наполнителя EMC. Плавленый кварц структурно снижает коэффициент теплового расширения композита за счет высокой концентрации 70-851 TP3T по весу.
При горении в пламени образуется диоксид кремния, представляющий собой частицы размером 10-20 нм с площадью поверхности 50-400 м²/г. Его роль носит реологический характер — он контролирует текучесть и тиксотропию при добавлении 0,1-1%. Использование диоксида кремния в качестве структурного наполнителя потребовало бы чрезмерного количества связующего вещества для смачивания его поверхности. Использование диоксида кремния в качестве модификатора реологии неэффективно из-за низкой площади поверхности на единицу массы.
Каковы потери в производственных затратах при переходе от стандарта D97 25 мкм (стандартный ЭМС) к стандарту D97 8 мкм (мелкий шаг спирали)?
Три фактора, влияющие на стоимость, усугубляются по мере повышения технологичности. Струйная обработка до D50 3 мкм обходится в 3-4 раза дороже в плане сжатого газа, чем измельчение до D50 8 мкм. Для достижения D97 ниже 10 мкм требуется многоступенчатая классификация с меньшей производительностью (40-60%). Мелкодисперсные марки имеют более высокие показатели рециркуляции, что увеличивает энергозатраты на тонну продукции, соответствующей спецификации. Сверхмелкодисперсный сорт WLP (D50 1-3 мкм) стоит в 3-5 раз дороже, чем стандартный сорт EMC из того же сырья.
Сможет ли оборудование компании EPIC Powder Machinery обеспечить полный цикл производства плавленого кварца электронного качества?
EPIC Powder Machinery Мы поставляем оборудование для 4-го и 5-го этапов производственной цепочки — тонкого измельчения и классификации. Для тонкого измельчения: струйные мельницы с псевдоожиженным слоем и керамическими контактными поверхностями для тонких и сверхтонких фракций (D50 менее 5 мкм), а также шаровые мельницы с керамической футеровкой в замкнутом цикле с воздушными классификаторами для стандартных и средних фракций (D50 5-15 мкм). Для классификации: одноступенчатые динамические воздушные классификаторы для стандартных фракций EMC (D97 менее 25 мкм) и многоступенчатые системы классификации с горизонтальной геометрией классификатора для фракций с мелким шагом и WLP (D97 менее 10-12 мкм). Все системы доступны с интегрированной системой лазерного дифракционного мониторинга, интегрированной с системой управления классификатором. Мы предлагаем бесплатные испытания классификации на предоставленном заказчиком кварцевом сырье в нашем испытательном центре, получая полные данные по распределению частиц по размерам (PSD), площади поверхности и загрязнению до заключения договора на поставку оборудования.
Эпический порошок
Эпический порошокБолее 20 лет опыта в индустрии ультратонких порошков. Активно содействуем развитию ультратонких порошков, уделяя особое внимание процессам дробления, измельчения, классификации и модификации ультратонких порошков. Свяжитесь с нами для бесплатной консультации и индивидуальных решений! Наша команда экспертов стремится предоставлять высококачественные продукты и услуги для максимальной эффективности обработки ваших порошков. Epic Powder — ваш надежный эксперт по обработке порошков!
Спасибо за прочтение. Надеюсь, моя статья вам поможет. Пожалуйста, оставьте комментарий ниже. Вы также можете связаться с онлайн-представителем EPIC Powder. Зельда для любых дальнейших запросов».
— Эмили Чен, Инженер
