中國粉體網(wǎng)訊 近期，人工智能（AI）爆發(fā)并進入全面擴散階段。硬件基礎(chǔ)設(shè)施作為發(fā)展基石，要求AI算力配套升級。在此背景下，計算相關(guān)的材料技術(shù)有望升級，如半導(dǎo)體材料、高頻PCB等，相關(guān)粉體材料的需求亦有望大幅增加。
PCB用球形硅微粉
PCB（印制電路板）是電子產(chǎn)品中電路元件和器件的關(guān)鍵支撐件，被稱為“電子系統(tǒng)產(chǎn)品之母”，主要功能是使各種電子零組件形成預(yù)定電路的連接，起中繼傳輸?shù)淖饔�。AI快速發(fā)展要求高算力，對設(shè)備、電子元器件數(shù)量和質(zhì)量也提出更多更新的要求，將帶動PCB需求新增長，高頻高速PCB有望成為未來發(fā)展主流。
覆銅板是PCB的核心組件。硅微粉作為一種無機填料應(yīng)用在覆銅板中，不但可降低成本，還能改進覆銅板的某些性能（如熱膨脹系數(shù)、彎曲強度、尺寸穩(wěn)定性等），是真正的功能性填料。隨著覆銅板行業(yè)整體技術(shù)水平的不斷提高，要求國內(nèi)硅微粉廠商能夠推出具有高純度、高流動性，低膨脹系數(shù)，良好粒度分布的高端球形硅微粉產(chǎn)品，因此球形硅微粉在覆銅板行業(yè)的應(yīng)用前景非常值得期待。
球形硅微粉是指顆粒個體呈球狀，通過高溫將形狀不規(guī)則石英粉顆粒瞬間熔融使其在表面張力的作用下球化，后經(jīng)冷卻、分級、混合等工藝加工而成的硅微粉。此種粉的流動性較好，在樹脂中的填充率較高，做成板材后內(nèi)應(yīng)力低、尺寸穩(wěn)定、熱膨脹系數(shù)低。
球形硅微粉在覆銅板行業(yè)的主要應(yīng)用領(lǐng)域
電子元器件用MLCC粉體
AI市場爆發(fā)，算力需求提升，將促進上游電子元器件需求增加。相關(guān)電子元器件材料或?qū)⑹芤�，主要包括MLCC粉體等。
MLCC是片式多層陶瓷電容器英文縮寫。是由印好電極（內(nèi)電極）的陶瓷介質(zhì)膜片以錯位的方式疊合起來，經(jīng)過一次性高溫?zé)Y(jié)形成陶瓷芯片，再在芯片的兩端封上金屬層（外電極），從而形成一個類似獨石的結(jié)構(gòu)體，故也叫獨石電容器。
MLCC是世界上用量最大、發(fā)展最快的片式元件之一，在陶瓷電容器中產(chǎn)值占比超過90%。其具有容量范圍寬、頻率特性好、工作電壓和工作溫度范圍寬、超小體積、無極性等優(yōu)良特性，且應(yīng)用領(lǐng)域極其寬泛。因此，MLCC又被稱為“電子工業(yè)大米”。
目前，MLCC陶瓷粉體的主要原料是鈦酸鋇、氧化鈦、鈦酸鎂等。從MLCC成本結(jié)構(gòu)角度，陶瓷粉在整個MLCC中成本占比較大，尤其是高容MLCC的生產(chǎn)，高容MLCC對于瓷粉的純度、粒徑、粒度分布和形貌有嚴(yán)格要求。其中，鈦酸鋇是構(gòu)成MLCC陶瓷粉體的核心材料。鈦酸鋇由于具有很高的介電常數(shù)、優(yōu)異的鐵電和壓電性能、且還具備耐壓及絕緣性能，被譽為“電子陶瓷工業(yè)的支柱”。
熱界面材料用導(dǎo)熱粉體填料
所謂界面材料指的是涂敷在散熱電子元件與發(fā)熱電子元件中間，降低兩個電子元件之間接觸熱阻所使用的材料總稱。隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展，熱界面材料的應(yīng)用愈加廣泛，需求量越來越高。
熱界面材料作用機制示意圖
熱界面材料應(yīng)用市場占比是隨著各終端領(lǐng)域的變化而發(fā)展的，以通信網(wǎng)絡(luò)(5G)、汽車電子(新能源汽車)、人工智能、LED等為代表的領(lǐng)域未來發(fā)展?jié)摿薮�，相�?yīng)的會帶動熱界面材料市場的發(fā)展壯大。
現(xiàn)在已用于工業(yè)生產(chǎn)的熱界面材料主要分為以下幾種：導(dǎo)熱墊片、導(dǎo)熱膏、導(dǎo)熱凝膠、導(dǎo)熱相變材料。這些熱界面材料中一般都需要添加高導(dǎo)熱的固體作為填料，目前最常用的導(dǎo)熱填料為無機填料，主要有金屬顆粒（銅、銀、鋅等）、氧化物類（氧化鋁、氧化鋅、二氧化硅等）、氮化物類（氮化硼、氮化鋁等）以及碳材料（碳納米管、石墨烯等），這些導(dǎo)熱填料都有比較優(yōu)越的導(dǎo)熱性能。
在以上填料中，氮化硼(BN)具有非常高的熱導(dǎo)率，正成為熱管理應(yīng)用中最有吸引力的研究對象；碳材料，如石墨烯、金剛石、碳納米管已經(jīng)被證明具有高的導(dǎo)熱系數(shù)，因此采用碳材料作為導(dǎo)熱填料有望大幅提高聚合物的導(dǎo)熱系數(shù)，制備出高性能熱界面材料，受到了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛而深入的研究；另外，將兩種不同種類、不同尺寸的導(dǎo)熱填料進行復(fù)配，制備雜化填料，可以比一種導(dǎo)熱填料更能提高聚合物的導(dǎo)熱系數(shù)。
SMT用焊錫粉
錫焊料，可以用于3C、白色家電，汽車電子、智能設(shè)備、5G通信等產(chǎn)業(yè)，其中3C、汽車電子下游占比合計達85%，與電子行業(yè)景氣度息息相關(guān)。ChatGPT直接帶動的AI算力提升需求，包括算力芯片、PCB板、服務(wù)器等焊點用錫。AI驅(qū)動下，消費電子、通信、計算機、汽車電子等將會催生出新應(yīng)用和新業(yè)態(tài)，帶動產(chǎn)品需求增長。
隨著電子工業(yè)表面組裝技術(shù)（SMT）的發(fā)展，焊錫粉作為具有高技術(shù)特征及高附加值的新型焊接材料，其應(yīng)用日趨擴大，應(yīng)用前景日漸廣闊。焊錫粉主要用來配制焊膏，其中焊粉約占焊膏87%左右的比例，其在焊錫膏中以微米級的粉末形式存在。焊錫膏的功能是實現(xiàn)電子元器件與印刷電路板的焊接封裝。
焊錫微粉的質(zhì)量與焊錫膏以及最終焊點的質(zhì)量直接相關(guān)。焊錫微粉的評價標(biāo)準(zhǔn)主要從粒度分布、球型度、含氧量、表面形貌等因素去考量。其中球型度、粒度均勻性是焊錫膏印刷性能和圖形分辨率的重要參數(shù)。粉末的氧含量則對焊錫膏的焊點鋪展率有很大影響。焊錫微粉的形貌為球型，球型粉末的流動性好、比表面積較小，同時相對較低的含氧量使得焊點具有更好的鋪展率。相同粒度分布范圍和相同質(zhì)量分?jǐn)?shù)條件下球型粉末的焊錫膏粘度最低。
參考來源：
中國粉體網(wǎng)：我國覆銅板市場空間巨大，球形硅微粉的應(yīng)用將與日俱增
中國粉體網(wǎng)：最具優(yōu)勢的散熱方式——熱界面材料的分類、市場應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
中國粉體網(wǎng)：關(guān)于MLCC，這才是最關(guān)鍵的一環(huán)!
中國粉體網(wǎng)：電子工業(yè)不可缺少的連接材料——焊錫粉
中郵證券：AI金屬，只爭朝“錫”
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/平安）
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