中國粉體網訊 目前，基于表面改性、粒徑、純度和粉體形貌等優勢，高頻高速、HDI基板等較高技術等級的覆銅板一般都采用經改性后的高性能球形硅微粉（通常為中位粒徑3μm以下，經表面改性后的粉體）。隨著近年來下游終端設備的性能升級，覆銅板對于各類無機功能材料的需求快速上升。其中，高性能球形硅微粉所占的比例逐年擴大，達到40%以上。
在實際應用中，由于制備原理路徑的不同，球形硅微粉的基礎性能也有較大差異。目前市場中能夠達到量產條件的球形硅微粉主要有三種技術路徑，即火焰熔融球形硅微粉，直燃/VMC法球形硅微粉和化學合成球形硅微粉，性能（如粒徑、球化率等）和單價依次上升。
據悉，日系領先企業長期以來占據球形硅微粉市場的技術主導地位，近年來，日本廠商逐漸調整產品重心，收縮火焰熔融法球形硅產能和研發投入，將產能和研發重心聚焦于VMC法等球形硅微粉上，目前火焰法球形硅微粉市場主要由國內廠商占據。
球形硅微粉生產工藝流程（圖源：聯瑞新材招股說明書）
火焰法球形硅微粉是以天然氣為可燃氣體、氧氣為助燃劑，將其分別導入到球化爐中，點火后產生高溫火焰，當精選的角形硅微粉進入高溫火焰時其角形表面吸收熱量而呈熔融狀態，熱量進一步被傳遞到粉體內部，粉體顆粒完全呈熔融狀態，在表面張力的作用下，將非球形硅微粉形成液態球形熔融體，進而冷卻成固體球形顆粒。通過火焰法加工成球形的二氧化硅粉體材料，具有流動性好、應力低、比表面積小和堆積密度高等優良特性。
但是，由于制備工藝導致的比表面積等指標限制，火焰熔融法球形硅微粉無法完全滿足M6級以上高速覆銅板的性能需求，一般還會選擇添加直燃法/VMC原理或化學合成法制備的球形硅微粉。類載板SLP和IC載板等領域，由于技術指標要求更高，一般會選用純度、球形度接近100%的化學合成法球形硅微粉。
日本研究人員曾以金屬粉體為原料，將氬氣和氧氣的混合氣體導入到密閉容器內，以20L/min的流量向燃燒器供給氧氣，以10L/min的流量向燃燒器供給氫氣，利用點火裝置點火，形成由氧氫焰組成的燃燒火焰。然后，通過控制裝置以0.5s的間隔開關球閥，同時，用具有1kg/cm2氣體壓力的氫氣將金屬粉體供給燃燒器中。于是，金屬粉體在燃燒器的火口上方飛舞，形成粉塵云。此粉塵云通過上述燃燒火焰點燃，經過爆燃后能夠獲得大量的氧化物超微粒子。合成產生的氧化物超微粒子云通過電氣捕集器，完成氧化物超微粒子的采集。將此方法獲得的氧化物超微粒子利用透射電子顯微鏡(TEM)觀察，可以獲得粒徑約100nm的球形氧化硅微粒子。
VMC法采用金屬硅制備出的亞微米級球形二氧化硅微粉具有表面光滑、無定型含量高等特點，然而使用的原料金屬硅容易形成粉塵爆燃，生產過程中存在較大的安全隱患。
2022年，松下電工發布了最新Megtron 8級高速覆銅板，其性能指標基本超出直燃/VMC法球形硅微粉能夠穩定保證的范圍。化學合成法球形硅微粉由于既有合成路徑及后端加工技術水平的限制，業內僅有少數廠商能夠在較高水平下穩定保證顆粒分散度、球化率和表面光滑程度等技術指標。
錦藝新材球形硅微粉
化學合成法和其余的制備方法有明顯的差別，主要是采用溶膠-凝膠技術，在分散劑和球形催化劑存在的條件下制備出球形硅微粉。用化學法生產的球形硅微粉，其球形度、球化率、無定型率都可達到100％，并且可以達到很低的放射性指標，但其容積密度較低，比表面積大，吸油率高，當完全用此種球形粉制成環氧樹脂模塑料時，模塑料的密實性能、強度降低，線性膨脹率變大，影響模塑料的封裝性能，故實際使用中這種球形硅微粉的最大添加量有限。
參考資料：
錦藝新材招股說明書
聯瑞新材招股說明書
李曉冬等：亞微米球形硅微粉的制備技術研究進展，聯瑞新材
曹宇等：球形石英粉的制備方法及性能表征，中國建材國際工程集團
（中國粉體網編輯整理/平安）
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