【原创】AI崛起,这些高端粉体材料需求旺旺旺!


来源:中国粉体网   平安

[导读]  AI浪潮袭来,利好哪些粉体材料?

中国粉体网讯  近期,人工智能(AI)爆发并进入全面扩散阶段。硬件基础设施作为发展基石,要求AI算力配套升级。在此背景下,计算相关的材料技术有望升级,如半导体材料、高频PCB等,相关粉体材料的需求亦有望大幅增加。


PCB用球形硅微粉


PCB(印制电路板)是电子产品中电路元件和器件的关键支撑件,被称为“电子系统产品之母”,主要功能是使各种电子零组件形成预定电路的连接,起中继传输的作用。AI快速发展要求高算力,对设备、电子元器件数量和质量也提出更多更新的要求,将带动PCB需求新增长,高频高速PCB有望成为未来发展主流。



覆铜板是PCB的核心组件。硅微粉作为一种无机填料应用在覆铜板中,不但可降低成本,还能改进覆铜板的某些性能(如热膨胀系数、弯曲强度、尺寸稳定性等),是真正的功能性填料。随着覆铜板行业整体技术水平的不断提高,要求国内硅微粉厂商能够推出具有高纯度、高流动性,低膨胀系数,良好粒度分布的高端球形硅微粉产品,因此球形硅微粉在覆铜板行业的应用前景非常值得期待。

球形硅微粉是指颗粒个体呈球状,通过高温将形状不规则石英粉颗粒瞬间熔融使其在表面张力的作用下球化,后经冷却、分级、混合等工艺加工而成的硅微粉。此种粉的流动性较好,在树脂中的填充率较高,做成板材后内应力低、尺寸稳定、热膨胀系数低。


球形硅微粉在覆铜板行业的主要应用领域


电子元器件用MLCC粉体

AI市场爆发,算力需求提升,将促进上游电子元器件需求增加。相关电子元器件材料或将受益,主要包括MLCC粉体等。



MLCC是片式多层陶瓷电容器英文缩写。是由印好电极(内电极)的陶瓷介质膜片以错位的方式叠合起来,经过一次性高温烧结形成陶瓷芯片,再在芯片的两端封上金属层(外电极),从而形成一个类似独石的结构体,故也叫独石电容器。

MLCC是世界上用量最大、发展最快的片式元件之一,在陶瓷电容器中产值占比超过90%。其具有容量范围宽、频率特性好、工作电压和工作温度范围宽、超小体积、无极性等优良特性,且应用领域极其宽泛。因此,MLCC又被称为“电子工业大米”。

目前,MLCC陶瓷粉体的主要原料是钛酸钡、氧化钛、钛酸镁等。从MLCC成本结构角度,陶瓷粉在整个MLCC中成本占比较大,尤其是高容MLCC的生产,高容MLCC对于瓷粉的纯度、粒径、粒度分布和形貌有严格要求。其中,钛酸钡是构成MLCC陶瓷粉体的核心材料。钛酸钡由于具有很高的介电常数、优异的铁电和压电性能、且还具备耐压及绝缘性能,被誉为“电子陶瓷工业的支柱”。

热界面材料用导热粉体填料

所谓界面材料指的是涂敷在散热电子元件与发热电子元件中间,降低两个电子元件之间接触热阻所使用的材料总称。随着电子技术的快速发展,热界面材料的应用愈加广泛,需求量越来越高。



热界面材料作用机制示意图


热界面材料应用市场占比是随着各终端领域的变化而发展的,以通信网络(5G)、汽车电子(新能源汽车)、人工智能、LED等为代表的领域未来发展潜力巨大,相应的会带动热界面材料市场的发展壮大。

现在已用于工业生产的热界面材料主要分为以下几种:导热垫片、导热膏、导热凝胶、导热相变材料。这些热界面材料中一般都需要添加高导热的固体作为填料,目前最常用的导热填料为无机填料,主要有金属颗粒(铜、银、锌等)、氧化物类(氧化铝、氧化锌、二氧化硅等)、氮化物类(氮化硼、氮化铝等)以及碳材料(碳纳米管石墨烯等),这些导热填料都有比较优越的导热性能。

在以上填料中,氮化硼(BN)具有非常高的热导率,正成为热管理应用中最有吸引力的研究对象;碳材料,如石墨烯、金刚石、碳纳米管已经被证明具有高的导热系数,因此采用碳材料作为导热填料有望大幅提高聚合物的导热系数,制备出高性能热界面材料,受到了国内外学者的广泛而深入的研究;另外,将两种不同种类、不同尺寸的导热填料进行复配,制备杂化填料,可以比一种导热填料更能提高聚合物的导热系数。

SMT用焊锡粉

锡焊料,可以用于3C、白色家电,汽车电子、智能设备、5G通信等产业,其中3C、汽车电子下游占比合计达85%,与电子行业景气度息息相关。ChatGPT直接带动的AI算力提升需求,包括算力芯片、PCB板、服务器等焊点用锡。AI驱动下,消费电子、通信、计算机、汽车电子等将会催生出新应用和新业态,带动产品需求增长。

随着电子工业表面组装技术(SMT)的发展,焊锡粉作为具有高技术特征及高附加值的新型焊接材料,其应用日趋扩大,应用前景日渐广阔。焊锡粉主要用来配制焊膏,其中焊粉约占焊膏87%左右的比例,其在焊锡膏中以微米级的粉末形式存在。焊锡膏的功能是实现电子元器件与印刷电路板的焊接封装。

焊锡微粉的质量与焊锡膏以及最终焊点的质量直接相关。焊锡微粉的评价标准主要从粒度分布、球型度、含氧量、表面形貌等因素去考量。其中球型度、粒度均匀性是焊锡膏印刷性能和图形分辨率的重要参数。粉末的氧含量则对焊锡膏的焊点铺展率有很大影响。焊锡微粉的形貌为球型,球型粉末的流动性好、比表面积较小,同时相对较低的含氧量使得焊点具有更好的铺展率。相同粒度分布范围和相同质量分数条件下球型粉末的焊锡膏粘度最低。

参考来源:

中国粉体网:我国覆铜板市场空间巨大,球形硅微粉的应用将与日俱增

中国粉体网:最具优势的散热方式——热界面材料的分类、市场应用及产业现状

中国粉体网:关于MLCC,这才是最关键的一环!

中国粉体网:电子工业不可缺少的连接材料——焊锡粉

中邮证券:AI金属,只争朝“锡”

(中国粉体网编辑整理/平安)

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作者:平安

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