武漢帥爾光電子新材料有限公司

武漢帥爾光電子新材料有限公司坐落於中國中部地區有著“中國光谷”之稱的武漢市東湖高新技術開發區，這裡九省通衢，通訊發達，水陸空交通極為便利。公司註冊資本1000萬人民幣。

我司是國內第一家批量生產各種規格球形矽微粉的高新技術企業。擁有強大的研發、製造及銷售的運營專業團隊。所研發的各種產品現已出口到美國、歐盟等已開發國家和地區，產品主要用於積體電路、日用化工、光電子器件製造等領域。

基本介紹

• 公司名稱：武漢帥爾光電子新材料有限公司
• 總部地點：武漢
• 公司性質：有限公司
• 註冊資本：1000萬人民幣

公司介紹

球形矽微粉是由純淨石英粉經先進的工藝加工而成，是用途極為廣泛的無機非金屬材料。具有介電性能優異、熱膨脹係數低、導熱係數高、懸浮性能好等優點。因其具有優良的物理性能、極高的化學穩定性、獨特的光學性質及合理、可控的粒度分布，從而被廣泛套用於光學玻璃、電子封裝、電氣絕緣、高檔陶瓷、油漆塗料、精密鑄造、矽橡膠、醫藥、化裝品、電子元器件以及超大規模積體電路、移動通訊、手提電腦、航空航天等生產領域。

現我司擁有ICP-Mass, SEM, Master Sizer 2000, SA3000和離子色譜儀等大型檢測設備，確保產品檢測分析的需要及質量。中國武漢大學是公司研發和生產技術支撐保障的永久性戰略夥伴。

產品介紹

現代社會已進入以微電子技術為核心的數位化、網路化和信息化的社會。當今世界的政治、經濟、科技、文化和軍事等方面都發生了深刻變化。世界多極化、經濟全球化以及信息技術與網路技術的高度融合和發展，不僅給我們帶來了難得的發展機遇，也從技術創新上提出了嚴峻的挑戰。以積體電路為代表的微電子技術和微電子產業是現代信息產業和信息社會的基礎，是改造和提升傳統產業的核心技術。隨著全球信息化、網路化和知識經濟浪潮的到來，積體電路產業的地位顯得越來越重要，它已成為一個事關國家經濟、國防及民生和信息安全的基礎性和戰略性產業。據美國半導體協會(SIA)預測，到2012年，全球積體電路的銷售額將達到l萬億美元。而擺在我們面前的問題是電子封裝技術構成了21世紀積體電路發展的瓶頸。我國目前尚未形成完整的電子封裝產業鏈，斷層較為嚴重，國內封裝材料的技術水平與產業規模都遠遠不能滿足積體電路產業發展的需求。全球積體電路封裝中的97%採用EMC(環氧塑封料)作為外殼材料，而其中的70%～90%為二氧化矽微粉。當今積體電路晶片的特徵尺45-130nm。250M集成度時，線寬約0．25 m；1G集成度時，線寬約0．18 m。集成度1M-4M 時，環氧塑封料應部分使用球形矽微粉；集成度8M：16M時，則必須全部使用球形矽微粉。可以肯定地說未來幾年積體電路產業使用球形矽微粉代替普通角形矽微粉已是大勢所趨。

在2006年國家制定的“十一五”重大科技發展規劃中，正式將“球形矽微粉最佳化技術和低成本製造技術”列入“先進電子封裝技術和關鍵材料”項目中，作為EMC亟待突破的關鍵技術之一。

球形二氧化矽微粉的性能

1．1 自然界中的二氧化矽矽占地殼含量的26．7%，僅次於氧，排列第二。

自然界中的矽大部分以矽氧四面體的形式存在，矽氧四面體又以島狀、鏈狀、層狀和體狀形成各種矽酸鹽類礦物。矽是大自然賜給人類的寶物，相對於單晶矽用於大規模積體電路不可替代，二氧化矽用於電子封裝也是不可替代的。

1．2 SiO2的特點

熱膨脹係數低，化學性能穩定，介電常數低，絕緣性能高，光學性能好，耐熱性好，耐酸鹼，硬度大。

1．3 SiO2的性能

SiO：折射率為1．47，傳輸波長範圍從0．38～2．1 m，適用於紫外到紅外各段波長的傳輸，頻寬、損耗低、色散小。1．55 m波長損耗<0．22dB/km，1．31 m波長損耗<0．34 dB/km。

SiO 熔點1723℃，高溫形變點1075oC以上，機械強度高。石英玻璃經lOO0℃高溫工藝，製備高溫多晶矽TfYr，解析度更高，體積更小。熔融SiO：在近紫外、近紅外、可見光波長段透光性好，其膨脹係數低至6x10-7/%以上。高絕緣性，電阻率達到l0 412·CM 以上。

1．4 球形SiO2 微粉作為電子封裝料的特性

流動性好，填充量大；熱膨脹係數小，與晶片、框架熱匹配好；各向同性，封裝質量高；應力集中小，不易產生微裂紋；摩擦係數小，對模具損傷小；不吸潮，元件壽命高；環保，符合WEEE和R·HS指今。

2 、球形SiO2微粉的分類

球形SiO2微粉是一類用途極為廣泛的高技術粉體材料。

2．1 按用途分類

(1)用於電子封裝材料：包括環氧模塑膠(EMC)和液體環氧封裝料(FC—BGS/CSP)；

(2)化學機械拋光磨料(CMP)；

(3)用於高溫多晶矽、投影儀及背投電視用液晶顯示器(HTPS)；

(4)用於塗料、醫藥、化妝品等領域；

(5)汽車輪胎等行業。

2.2 按生產方法的不同分類

高頻等離子法、火焰噴射法、水解法和乳化法等。不同製備方法的比較，見表2。

而我公司產用的是化學法生產球形矽微粉，對裝置要求高，純度高，產量是目前為止所用矽微粉生產方式中最大的一種。而且生產的是全國國內唯一球形度達到99.96%的廠家。如圖：

2. 3 按粒度大小分類

一類是中位徑0．5um～10u m，採用化學合成法生產。

2. 4 按SiO2微粉中放射性元素U的含量分類

商業中一般將U含量小於1PPb的稱作低輻射一10一球形SiO2：微粉；而小於10PPb的則列為一般用途的球形SiOz微粉。

球形矽微粉的套用，市場前景以及產品優勢

超細矽微粉具有粒度小、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、塗料、醫藥、造紙、日化等諸多領域得到廣泛套用，並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“工業味素”“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最能適應時代要求和發展最快的品種之一，已開發國家已經把高性能、高附加植的精細無機材料作為本世紀新材料的重點加以發展。近年來，計算機市場、網路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，對計算機技術和網路技術的要求也越來越高，作為技術依託的微電子工業也獲得了飛速的發展，PⅢ 、PⅣ 處理器，寬頻大容量傳輸網路，都離不開大規模、超大規模積體電路的硬體支持。 隨著微電子工業的迅猛發展，大規模、超大規模積體電路對封裝材料的要求也越來越高，不僅要求對其超細，而且要求其有高純度、低放射性元素含量，特別是對於顆粒形狀提出了球形化要求。高純超細熔融球形石英粉（簡稱球形矽微粉）由於其有高介電、高耐熱、高耐濕、高填充量、低膨脹、低應力、低雜質、低摩擦係數等優越性能，在大規模、超大規模積體電路的基板和封裝料中，成了不可缺少的優質材料。

為什麼要球形化？首先，球的表面流動性好，與樹脂攪拌成膜均勻，樹脂添加量小，並且流動性最好，粉的填充量可達到最高，重量比可達90.5%，因此，球形化意味著矽微粉填充率的增加，矽微粉的填充率越高，其熱膨脹係數就越小，導熱係數也越低，就越接近單晶矽的熱膨脹係數，由此生產的電子元器件的使用性能也越好。其次，球形化製成的塑封料應力集中最小，強度最高，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，球形粉塑封料封裝積體電路晶片時，成品率高，並且運輸、安裝、使用過程中不易產生機械損傷。其三，球形粉摩擦係數小，對模具的磨損小，使模具的使用壽命長，因此與普通角形矽微粉粉相比，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。

球形矽微粉，主要用於大規模和超大規模積體電路的封裝上，根據集程度（每塊積體電路標準元件的數量）確定是否球形矽微粉，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，積體電路的線寬為0.25μm，當1G集程度時，積體電路的線寬已經小到0.18μm，目前計算機PⅣ 處理器的CPU晶片，就達到了這樣的水平。這時所用的球形粉為更高檔的，主要使用多晶矽的下腳料製成正矽酸乙脂與四氯化矽水解得到SiO2，也製成球形其顆粒度為 -（10～20）μm可調。這種用化學法合成的球形矽微粉比用天然的石英原料製成的球形粉要貴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，由於超大規模積體電路間的導線間距非常小，封裝料放射性大時積體電路工作時會產生源誤差，會使超大規模積體電路工作時可靠性受到影響，因而必須對放射性提出嚴格要求。而天然石英原料達到(0.2～0.4) PPb就為好的原料。現在國內使用的球形粉主要是天然原料製成的球形粉，並且也是進口粉。 一般積體電路都是用光刻的方法將電路集中刻制在單晶矽片上，然後接好連線引線和管角，再用環氧塑封料封裝而成。塑封料的熱膨脹率與單晶矽的越接近，積體電路的工作熱穩定性就越好。單晶矽的熔點為1415℃，膨脹係數為3.5PPM，熔融石英粉的為(0.3～0.5)PPM，環氧樹脂的為(30～50)PPM，當熔融球形石英粉以高比例加入環氧樹脂中製成塑封料時，其熱膨脹係數可調到8PPM左右，加得越多就越接近單晶矽片的，也就越好。而結晶粉俗稱生粉的熱膨脹係數為60PPM，結晶石英的熔點為1996℃，不能取代熔融石英粉(即熔融矽微粉)，所以中高檔積體電路中不用球形粉時，也要用熔融的角形矽微粉。這也是高檔球形粉想用結晶粉整形為近球形不能成功的原因所在。80年代日本也走過這條路，效果不行，走不通；10年前，包括現在我國還有人走這條路，從以上理論證明此種方法是不行的。即高檔塑封料粉不能用結晶粉取代。是用熔融石英（即高純石英玻璃），還是用結晶石英，哪一種為原料生產高純球形石英粉為好？根據試驗，專家認為：這個題已經十分清楚，用天然石英SiO2，高溫熔融噴射制球，可以製得完全熔融的球形石英粉。用天然結晶石英製成粉，然後分散後用等離子火焰製成的球就是熔融的球，用火焰燒粉製得的球，表面光華，體積也有收縮，更好用，日本提供的這種粉，用X射線光譜分析譜線完全是平的，也是全熔融球形石英粉，而國內電熔融的石英，如連雲港的熔融石英光譜分析不定型含量為95%，譜線仍能看出有尖峰，仍有5%未熔融。由此可見，生產球形石英粉，只要純度能達到要求，以天然結晶石英為原料最好，其生產成本最低，工藝路線更簡捷。

球形矽微粉在其他一些重要領域的套用：

① 矽微粉在橡膠製品中的套用 活性矽微粉(經偶聯劑處理)填充於天然橡膠、順丁橡膠等膠料中，粉體易於分散，混煉工藝性能好，壓延和壓出性良，並能提高硫化膠的硫化速度，對橡膠還有增進粘性的功效，尤其是超細級球形矽微粉，取代部分白炭黑填於膠料中，對於提高製品的物性指標和降低生產成本均有很好作用。-2um達60-70%的球形矽微粉用於出口級藥用氯化丁基橡膠瓶塞和用於電工絕緣膠鞋中效果甚佳。 矽微粉在仿皮革製作中作為填充料，其製品的強度、伸長率、柔性等各項技術指標均優於輕質碳酸鈣、活性碳酸鈣、活性葉蠟石等無機材料作填充劑製作的產品。 矽微粉代替精製陶土、輕質碳酸征等粉體材料套用於蓄電池膠殼，填充量可達65%左右，且工藝性能良好。所獲膠殼製品，具有外表平整光滑，硬度大，耐酸蝕，耐電壓，熱變形和抗衝擊等物理機械性能均達到或超過JB3076-82技術指標。

② 矽微粉在塑膠製品中的套用 活性矽微粉是聚丙烯、聚氯乙烯、聚乙烯等製品理想的增強劑，不僅有較大的填充量，而且抗張強度好。製成母粒，用於聚氯乙烯地板磚中，可提高產品耐磨性。 矽微粉套用於烯烴樹脂薄膜其粉體分散均勻，成膜性好，力學性能強，較用PCC做填充料生產的塑膜，阻隔紅外線透過率降低10%以上，對農用棚膜套用推廣極為在舉國。也可用於電線電纜外包皮等領域。

③ 矽微粉在熔制儀器玻璃和玻纖中的套用 由於矽微粉顆粒細小，純度高，在制玻生產中易熔化、時間短，製品如硼矽儀器玻璃、鈉征儀器玻璃、中性器皿等產品的理化性能和外觀質量均達到相應標準，與此同時，生產中節能效果特別顯著。 再則，依據矽微粉具有粒度細且均勻，比表面積大的特點，用於玻纖直接拉絲新工藝，大大的提高了玻纖配合料的均化程度和加快爐內的玻化速度。拉絲的穩定性優於玻璃球拉絲工藝，且具有顯著的節能和降低生產成本效果。作為節能礦物原料，矽微粉套用於陶瓷行業中，對於降低燒成溫度和提高成品率等亦收到理想效果。

④ 矽微粉做拋光洗滌磨料效果好 隨著現代化技術的發展，對材料的表面處理亦要求更高更精，而磨我們的套用日趨廣泛。矽微粉因其顆粒接近圓形，通過超細、分級製備的超微粉，再經改性處理後，是金屬件良好的洗滌磨料，如在洗滌軸承中套用，光潔度可達3.0以上，優於顯示器的同類產品。 另外用於半導體行業、精密閥門、硬磁碟、磁頭的拋光，汽車拋光劑，均有很好的效果

⑤ 矽微粉在塗料中的套用 利用矽微粉特有的功能性，取代沉澱硫酸鋇、滑石粉，用於調合漆、底漆、防鏽漆等的配製中(加入量6-15%)不僅起到填充增容作用，而且對於提高油漆細度、流平性能、漆膜硬度，縮短塗料研磨時間和油漆的耐水、防鏽、防腐性能及顏料的分散性、漆的儲存穩定性等效果均為顯著。再則，由矽微粉、水、表面活性劑和水按一定比例配置的熔膜塗料，由於其粘度低，無充掛現象使用方便等特點，成為精密鑄中的優質塗料。 用於櫥櫃飾面，具有優異的裝飾效果和耐腐蝕性。

⑥ 矽微粉在電器絕緣封裝材料中的套用 電工級矽微粉是一種活性矽微粉，用作電器產品環氧樹脂絕緣封填料，不僅可大幅度增加填充量而更重要的是對於降低混合料體系的粘度，改善加工性能，提高混合料對高壓電器線圈的滲透性，降低固化物的膨脹係數和固化過程中的收縮率，養活混合料與線圈之間的熱張差，提高固化物的熱、電、機械性能諸方面起到有益作用。

⑦ 車載輪胎在大規格載重車輪胎和轎車高速子午胎的面膠中填充量達到20%以上超微細球形二氧化矽，使輪胎具有良好的防滑、散熱、抗磨等特性；由於添加到輪胎輪胎胎面中後可顯著降低輪胎滾動阻力，增強抗撕裂性和抗切割性及強度，保持輪胎的抗冰和潤滑在性，被稱為綠色輪胎。現歐美廣泛使用這種輪胎。在其它輪胎和橡膠製品中加入超微球形細矽微粉後，其彈性、韌性強度、耐磨性等都明顯優於以常規、普通二氧化矽做填料的輪胎和橡膠製品

⑧ 用於電子組裝材料 主要作用是防水、防塵埃、防有害氣體、減緩振動、防止外力損傷和穩定電路。電子封裝材料中環氧塑封料占80%，有機矽封裝材料占20%。在環氧塑封電子材料中填加高純度超微細和納米二氧化矽的量達到70～90%以上具有優良的加工性、收縮性小、熱膨脹係數小、耐酸鹼和溶劑絕緣性好機械性能好等特性。電子工業可用於提取可控矽、工業矽、結晶矽等產品的基本原材料。 矽微粉用於新型塑膠中：特別是半透明的塑膠膜中，加入超細二氧化矽後，大大提高了透明度強度、韌性、防水性能、蓄能保溫性能等。在塑膠零部件中加入矽微粉後，其機械性能指標可提高1～3倍。其他：矽微粉用於改性樹脂基複合材料中，能全面改善其性能、提高強度、韌性、延伸率、耐磨性、光潔度、抗老化等。矽微粉用於油墨中，由於高純超細矽微粉具有特殊性能，超微細高純矽微粉填料具有超常的效果，會使油墨色彩艷麗而發光。

總結

球形矽微粉除在IC產業大量套用外，在航空、航天、大面積電子基板、精細化工、可擦寫光碟、陶瓷、特種橡膠、特種塑膠、高級塗料、光導纖維、化妝品、精密器件的拋光劑等領域的套用已十分廣泛。

球形二氧化矽SE系列

指; 標; 規; 格

SiO2

H2O

球形率

SSA

D50

Dmax

Na

K

Ca

Mg

Al

Fe

Ti

As

P

Cr

Mn

Ni

Cu

Mo

U

%

%

%

mg

um

ppm

ppb

SE -Ⅰ

99.95

0.05

>95

可控

10±2

45

<10

<2

<3

<1

<50

<20

<10

<1

<1

<1

<1

<1

<1

<1

<0.3

SE -Ⅱ

99.95

0.05

>95

可控

7.0±1

30

<10

<2

<3

<1

<50

<20

<10

<1

<1

<1

<1

<1

<1

<1

<0.3

SE -Ⅲ

99.95

0.05

>95

可控

4.0±1

15

<10

<2

<3

<1

<50

<20

<10

<1

<1

<1

<1

<1

<1

<1

<0.3

SE -Ⅳ

99.95

0.05

>98

可控

2.5±0.5

10

<10

<2

<3

<1

<50

<20

<10

<1

<1

<1

<1

<1

<1

<1

<0.3

SE-Ⅴ

99.95

0.05

>98

可控

1.0±0.5

5

<10

<2

<3

<1

<50

<20

<10

<1

<1

<1

<1

<1

<1

<1

<0.3

元素含量分析：ICP，ICP-MASS；

比表面積：BET法（可根據產品不同用途調控產品的比表面積）；

粒度分析：雷射粒度儀；

形貌分析：SEM