中国粉体网讯 2021年4月23日，据凯盛科技公告，全资子公司蚌埠中恒新材料科技有限责任公司的球形石英粉生产线扩建项目已经完成建设，于4月23日正式投产。据悉，该项目的建成能够扩大公司球形石英粉的生产规模，实现产品品质的提升，有利于提高市场占有率，促进公司的可持续发展。
球形石英粉是以天然石英石为原料，经粉碎—高温熔融处理，由角形结晶变为球形非晶态的一种粉体材料，主要应用于集成电路塑封材料领域，同时也可用于其他领域。
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蚌埠中恒新材料科技有限责任公司成立于2007年11月，是全国建材国际工程公司/蚌埠玻璃工业设计研究院的下属公司。其中硅基材料事业部前身为蚌埠中凯电子材料有限公司，是蚌埠玻璃工业设计研究院（中国建材国际工程集团有限公司）为转化球形石英粉生产技术科研成果而成立的生产企业，现在为院下属上市公司“凯盛科技”的全资子公司。
公司位于安徽省蚌埠市的省级玻璃新材料科技产业园内，采用完全自主的具有国际先进水平的火焰喷射熔融球化工艺技术，专业从事粉体的球形化生产。早在2019年3月14日，公司就公告称中恒新材料拟投资2700万元在蚌埠市龙子湖区中国玻璃新材料产业园进行球形石英粉生产线扩建项目，包括角型石英粉设计产能为6000吨/年以提供原料，球形硅微粉产能约1000吨/年。
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蚌埠中恒新材料科技有限责任公司球形石英粉产品详情
球形石英粉的特性
球形石英粉具有高介电、耐热耐湿耐腐蚀、高填充量、低膨胀、低应力、低杂质、低摩擦系数、表面光滑、比表面积大、硬度大、化学性能稳定等优越性能。首先，球形粉流动性好，与树脂搅拌成膜均匀，树脂添加量小，石英粉的填充量高，质量分数最高可达90.5％。石英粉的填充量越高，导热系数越低，塑封料的热膨胀系数就越小，越接近单晶硅的热膨胀系数，生产的电子元件使用性能就越好。其次，球形粉的应力仅为角形粉应力的60％，由球形石英粉制成的塑封料应力集中最小，强度最高。最后，球形粉表面光滑，摩擦系数小，对模具的磨损小，可延长模具的使用寿命达1倍以上。
球形石英粉的应用领域非常广，用作电子封装材料是其应用领域的第一大市场。电子封装是集成电路的支撑业，随着大规模及超大规模集成电路的发展，集成电路越来越精细，对封装材料的要求越来越高，封装形式不断优化与更新。电子封装的3大主材料是基板材料、塑封材料和引线框架及焊料。塑料封装由于其成本低廉、工艺简单，并适于大批量生产，自诞生起便得到了快速发展，在封装中所占份额越来越大，目前塑料封装在世界范围内占集成电路市场的95％以上。在塑封料中，环氧塑封料（EMC）是国内外集成电路封装的主流，95％以上的微电子元件采用环氧塑封。在微电子封装中，主要要求集成电路封装后高耐潮、低应力、低α射线，耐浸焊和回流焊，塑封性能工艺好。针对此，环氧塑封料必须在树脂基体里掺杂无机填料，目前使用的无机填料几乎都是石英微粉（二氧化硅微粉）。球形石英粉除主要用于电子封装领域外，还可广泛用于电子油墨、光导纤维、高档化妆品、高级精密陶瓷的制造，光学器件及电子元件的精密研磨，以及用作特种油漆涂料的填料等。
球形石英粉的制造方法
◇高温等离子体熔融法
高温等离子体熔融法是利用交流或直流电弧等离子体产生的高温气体作热源，将石英粉体喷射到等离子焰中，粉体受热熔化并瞬间气化，再经骤冷，经旋风和布袋收集，便得到球状硅微粉。其特点是加热温度高，可以获得比化学燃烧高5倍以上的温度（3000k以上）场，高温高热和高活性气氛使化学反应进行非常迅速，导致化学液相法难以合成的高温相化合物快速生成（如氮化物、碳化物和硼化物等）。
◇高温熔融喷射法
高温熔融喷射法是把物料置于高温场中将其熔化使之成为熔融体，在熔融体流出的瞬间，以通过喷射器的高压空气进行喷吹，熔融物被高速气流分散打碎成雾状小液滴，再被迅速冷却，小液滴遇冷便快速自然收缩成表面光滑的球状颗粒。高温熔融喷射法是最易保证球形化和无定形率的方法。
◇气体燃烧火焰法
气体燃烧火焰法是以乙炔气、氢气、天然气等燃料气为原料，以氧气或空气为助燃气，通过密闭炉窑燃烧产生洁净火焰。与此同时，角形石英粉随气流被输送到火焰中。当角形粉末经过高温火焰场时，首先被熔化为无定形颗粒，当它离开高温场被迅速冷却时即刻收缩变为球形颗粒，再经过旋风收集便得到成品。
缩小差距 助力各行业高速应用需要注意哪些因素？
球形石英粉优异的特点使其在电子封装等领域大放异彩，国内外发展形势良好，各个生产厂家都想在技术上和成本上取得突破。而我国球形石英粉的生产起步较晚，产品质量与国外产品也存在一定的差距。由于市场竞争加剧，已经掌握技术信息的生产厂家各自为阵，进行技术封锁。根据国际的发展趋势，我国应该加大对球形石英粉的开发，球形石英粉的发展应该向高纯度、超细化及高均匀性以及高球化率及高分散性方向发展。
（1）高纯度 高纯度是电子产品对材料最基本的要求，在超大规模集成电路中要求更加严格，除了常规杂质元素含量要求低外，还要求放射性元素含量尽量低或没有。美国生产的用于超大规模集成电路封装料的球形石英粉SiO2含量达99.98％以上，杂质含量非常低，其中Fe、Al、Ca、Mg等金属氧化物含量总和小于130×10-6，放射性元素含量在0.5×10-6以内。
（2）超细化及高均匀性 国外用于超大规模集成电路封装料的球形石英粉粒度细、分布范围窄、均匀性好，美国一般为1～3μm，日本平均粒径一般为3～8μm，最大粒径小于24μm。而国产球形石英粉粒度较粗、分布范围较宽、均匀性较差，平均粒径一般为10～30μm；少量收尘产品平均粒径可达到3～5μm，但从粒度分布上看，最大颗粒可达75μm以上，最小颗粒可达1μm以下。
（3）高球化率及高分散性 高球化率是保证填充料高流动性、高分散性的前提，球化率高、球形度好才能保证产品的流动性和分散性能好，在环氧塑封料中就能得到充分的分散并能保证最佳填充效果。国外产品球化率一般都能达到98％以上，而国产料球化率一般只能达到90％左右，少数可达到95％。
小结
球形石英粉的纯度、粒度分布、颜色、球形度、电导率等每一部分的指标都需要做到极致，这样才能保证合理应用，使工业化生产万无一失！
参考文献：
胡修权等.我国球形石英粉开发现状及发展思考
蚌埠中恒公司官网
解读球形石英粉“国标”的促动力——访蚌埠中凯电子材料有限公司副总经理周建民
（中国粉体网编辑整理/茜茜）
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