高純石英砂純度99.99%,粒度100-140目,SiO2≥99.9-99.99%、Fe2O3≤0.001%,是采用天然水晶石或優(yōu)良天然石英石,經(jīng)過精心挑選,精細加工而成。
高純石英砂一般是指SiO2含量高于99.9%的石英微粉,主要應用在IC的集成電路和石英玻璃等行業(yè),其高等產(chǎn)品更被廣泛應用在大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路、光纖、激光、航天、軍事中。由于這些行業(yè)關系到國家的長遠發(fā)展,因此,高純石英砂的戰(zhàn)略地位非常重要,其高等產(chǎn)品的制備技術被美國、德國等所壟斷,并限制技術和產(chǎn)品出口。
高純石英砂是中性無機填料,不含結晶水,不參與被填充物的化學反應,是一種非常穩(wěn)定的礦物填料,廣泛應用于塑料、橡膠、膠結料和涂料中,既可增加產(chǎn)品的各種新功能,也可節(jié)約大量原料。
高純石英砂是半導體行業(yè)的主要塑封材料,它和環(huán)氧樹脂、固化劑、各種添加劑等復合使用,可以節(jié)約封裝成本;并且還可用作電子基板材料,用于制備單晶硅和多晶硅等。
近幾年,國內(nèi)外IC技術發(fā)展非常迅速,EMC生產(chǎn)線從線寬5μm(集成度16K)、3μm(集成度64K)、2μm、1μm技術一直發(fā)展到目前的0.25μm、0.10μm,要求石英砂向高純度、低結晶度、低放射性含量、球形化方向發(fā)展。
球形石英砂是利用一定的加工工藝使石英砂顆粒呈球形。由于球形顆粒的表面積較小,各向同性好,流動性好,與樹脂攪拌均勻,樹脂添加量小,石英砂重量填充比可以達到90.5%,因此可以減小塑封材料的熱膨脹系數(shù)、導熱系數(shù),使其較大限度地接近單晶硅的熱膨脹系數(shù),從而提高塑封材料的使用性能,降低原材料成本。其次,球形石英砂制備的塑封材料集中應力較小,應力只是角形粉的60%,強度較高,因此利用球形粉制備的封裝材料用于電路芯片時,成品率高,運輸、安裝、使用過程中不易產(chǎn)生機械損傷。第三,球形粉的摩擦系數(shù)小,對模具的磨損小 ,可以延長模具的使用壽命達一倍,降低企業(yè)成本,提高經(jīng)濟效益。
根據(jù)集成電路的集成度確定使用球形石英砂,當集成度達到16M以上時,集成電路基本全部使用球形石英砂;250M時,集成電路的線寬為0.25μm;1G集成度時,線寬0.18μm。目前計算機PIV、PM處理器的CPU芯片已經(jīng)達到250M、1G的水平,正向16G或更高水平發(fā)展。這時使用的石英砂為更高純度、低放射性的球形石英砂。
高純石英砂還是石英玻璃的主要原料。石英玻璃具有一系列優(yōu)良的物理化學性能,如:
1、耐溫性高達1100-1200℃,比普通玻璃高800℃;
2、是透明的耐火材料;
3、熱膨脹系數(shù)小,僅為5.5×10-7/℃,相當于普通玻璃的1/20,理論上可以到零膨脹;
4、具有較佳的透光性能,紫外線、可見光、紅外線等都可以良好地透過;
5、具有良好的電絕緣性,20℃時電阻率為1018Ω/cm,絕緣強度為250kV/cm,真空度可達10-6Pa;
6、化學穩(wěn)定性好,除氫氟酸外,不溶于其他任何酸。
7、因為有這些優(yōu)良性能,石英玻璃才被廣泛應用于高新技術領域,如導體技術、集成電路制造、光纖通訊、激光技術、航天技術以及國防軍工部門。
在民用領域,石英玻璃被廣泛應用于家電、照明光源、紫外線殺菌、紅外線加熱、光同化、化工合成、鈉鐵工業(yè)連鑄技術、玻璃窯爐和玻璃深加工工業(yè)、紡織、造紙、食品工業(yè)、熱工以及電工材料等領域。此外,高純石英砂還可以制備石英坩鍋等。