Микропорошок кремнезема-высокой чистоты — ключевое сырье в производстве электронных материалов, огнеупорных материалов и керамики. Его чистота и размер частиц напрямую влияют на производительность последующих продуктов. Оптимальный метод получения микропорошка кремнезема высокой-чистоты требует всестороннего учета чистоты сырья, процесса очистки и технологии контроля размера частиц. В настоящее время основной подход к оптимизации предполагает сочетание физической и химической очистки.
Физическое очищение является основой. Во-первых, в качестве сырья выбирается жильный кварц высокой-чистоты или плавленый кварц. Исходный микропорошок кремнезема получают путем механического измельчения и воздушной классификации. На этом этапе требуется строгий контроль материалов оборудования (например, использование шаровой мельницы с футеровкой из полиуретана) для предотвращения загрязнения металлическими примесями. Многоступенчатая классификация воздушного потока используется для контроля размера частиц в диапазоне 0,1–100 микрон.
Химическая очистка имеет решающее значение. Кислотная промывка (например, обработка смесью плавиковой кислоты-азотной кислоты) эффективно удаляет примеси оксидов металлов, таких как алюминий и железо, а щелочная промывка (раствор гидроксида натрия) удаляет поверхностные силикаты. В последние годы была разработана технология высокотемпературной-очистки хлорированием, при которой образуются летучие хлориды в результате реакции хлора с примесями металлов, позволяющая повысить чистоту микропорошка кремния до более чем 99,99 %, что делает его особенно подходящим для применения в полупроводниковых-классах.
Контроль размера частиц и модификация поверхности одинаково важны. Сферические микропорошки кремния можно производить с помощью гидротермального синтеза или золь-методов, демонстрируя превосходную сыпучесть по отношению к угловатым частицам. Поверхностное покрытие кремнеземом еще больше повышает устойчивость к кислотам и щелочам.
При всестороннем сравнении четырехэтапный-процесс "физического дробления - кислотной промывки и очистки - высоко-очистки хлорированием - с классификацией воздушного потока" в настоящее время является оптимальным решением для промышленного производства микропорошка кремния высокой-чистоты (чистота выше или равна 99,95%). Поддерживая выход-первого прохода, превышающий 90 %, он может стабильно производить сверхтонкие продукты с D50 5 микрон, отвечающие требованиям высококачественных-материалов для упаковки для электронной упаковки. Ожидается, что в будущем, с развитием новых технологий, таких как плазменная очистка, предел чистоты микропорошка кремния превысит четыре десятичные девятки.
