硅微粉是以石英砂、熔融石英砂等為原料，經(jīng)研磨、精密分級、除雜等多道工藝加工而成的二氧化硅粉體材料，廣泛應用于大規(guī)模集成電路封裝中覆銅板以及環(huán)氧塑封料填料。
▲超細硅微粉生產(chǎn)工藝
在超細硅微粉生產(chǎn)過程中，常采用的研磨設備有球磨機和振動磨，并配備精細分級設備。振動磨是利用磨礦介質(zhì)受磨機的振動作用，在磨機腔體內(nèi)滑動、滾動而對物料進行研磨，其粉磨作用主要靠磨介的劇烈沖擊和不斷的旋轉(zhuǎn)（自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)），使物料迅速粉碎。
相對于球磨機，振動磨填充率可高達80%，高填充率導致磨介更頻繁的沖擊，對細顆粒物料能量利用率更高。
▲振動磨
那么，在硅微粉實際生產(chǎn)過程中，如何優(yōu)化振動磨分級系統(tǒng)工藝呢？
1、振動磨貼內(nèi)襯后的有效直徑及振動頻率
振動磨一般采用氧化鋁作為內(nèi)襯，提高磨腔有效直徑。介質(zhì)也多為氧化鋁介球，比重大，有利于物料的粉碎研磨。在振動頻率選定的情況下，有效直徑越小，粉碎效率越小，產(chǎn)量越低。
振動頻率直接影響著產(chǎn)品的研磨效率以及設備損耗和能耗。根據(jù)產(chǎn)能及分級機的處理能力確定適當?shù)恼駝宇l率是高效可控生產(chǎn)出粒度分布合理的產(chǎn)品的一個關鍵因素。
2、中間料倉的下料方式
中間料倉進料方式為通過氣力輸送把粉體抽到料倉上方的真空料倉，通過聯(lián)動閥板的開關將粉體落入中間料倉，使密閉的中間料倉中帶入大量氣體形成料拱，導致粉體下料不均勻。
另外，微米級硅微粉表面吸附強，且物料含水、吸潮或靜電作用增強了物料與倉壁的粘附力，從而在卸料處導致結(jié)拱，影響下料流暢性。
下料不順暢會導致振動磨進料不均勻，進而影響出料均勻和粉體粒度分布，需要頻繁調(diào)整分級機頻率等設備參數(shù)，造成產(chǎn)量不穩(wěn)定、產(chǎn)品合格率低等問題。
針對中間料倉下料不暢，可采用振動料斗輔助下料，便可有效解決下料不暢問題，保證生產(chǎn)的順暢高效。
3、分級機的主要參數(shù)調(diào)節(jié)
在產(chǎn)品控制階段，通過調(diào)節(jié)分級器的葉輪片數(shù)、葉輪轉(zhuǎn)速、引風機的風壓、風量及二次風柵淘洗器的大小等來調(diào)節(jié)產(chǎn)品的粒度和產(chǎn)量。
如果風量過小，則產(chǎn)品粒度容易變細，產(chǎn)量降低；葉輪片數(shù)過少，則易形成高轉(zhuǎn)速，不利于分級，產(chǎn)品質(zhì)量降低；二次風柵陶洗器開度過小，粗料中夾雜的細粉提取不干凈，影響分級效率。
4、耐磨防護
由于石英硬度高，對設備磨損嚴重，容易污染產(chǎn)品，必須對設備進行耐磨防護處理，尤其是電子級高純硅微粉，對雜質(zhì)含量要求在幾個ppm以下，設備的防護方法是十分關鍵的。
所有腔體及管道等靜止件，采用陶瓷或有機耐磨材料作內(nèi)襯是十分有效可靠的。但分級轉(zhuǎn)子由于其高速旋轉(zhuǎn)，構(gòu)造復雜，磨損最嚴重，防護難度較大。
使用振動磨分級系統(tǒng)生產(chǎn)的電子級高純超細硅微粉為類球形粉體，相比球磨分級系統(tǒng)生產(chǎn)的不定形硅微粉其比表面積大，可以與環(huán)氧樹脂之間充分接觸，分散性較好。同時類球形硅微粉的粒徑比無定型粒徑要小，分散在環(huán)氧樹脂中后相對增加了與環(huán)氧樹脂間的接觸面積，增多了結(jié)合點，更有利于提高兩者的相容性。
來源：振動磨分級系統(tǒng)在電子級高純超細硅微粉生產(chǎn)中的應用，作者：武英峰
編輯整理：粉體技術網(wǎng)
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