振动磨

硅微粉是由石英砂、熔融石英砂等制成的二氧化硅粉末材料。经过研磨、精密分级、除杂等工艺,广泛用作大规模集成电路封装中的覆铜板和环氧塑封材料。

振动磨

▲超细硅微粉生产工艺▲超细硅粉的生产工艺

在超细硅粉的生产过程中,常用的研磨设备有球磨机和振动磨,并配有精细分级设备。振动磨是在磨机的振动下,研磨介质在磨机腔体内滑动和滚动来研磨物料。它的研磨作用主要依靠研磨介质的剧烈冲击和连续旋转(自转和公转),使物料得到快速粉碎。

与球磨机相比,振动磨的填充率可高达80%。高填充率导致研磨介质的冲击更频繁,细颗粒物料的能量利用率更高。

那么,在硅微粉的实际生产过程中,如何优化振动磨分级系统的工艺呢?

1.振动磨加衬后的有效直径和振动频率。

振动磨一般用氧化铝作衬里,以提高磨腔的有效直径。介质也多为氧化铝中间层,比重较大,有利于物料的破碎和研磨。选择振动频率时,有效直径越小,破碎效率越小,产量越低。

振动频率直接影响产品的研磨效率、设备损耗和能耗。根据分级机的生产能力和处理能力确定合适的振动频率是高效可控地生产具有合理粒度分布的产品的关键因素。

2.中间料仓的下料模式

中间仓的给料方式是将粉料通过气力输送泵入仓上方的实空仓,粉料通过联动阀板的开关落入中间仓,使大量气体带入封闭的中间仓形成料拱,导致粉料给料不均匀。

另外,微米级硅粉表面吸附性强,通过物料的含水量、吸湿性或静电作用,增强了物料与仓壁的附着力,导致卸料处起拱,影响下料流畅度。

下料不顺畅会导致振动磨进料不均匀,进而影响出料的均匀性和粉体的粒度分布。需要频繁调整分级机频率等设备参数,导致产量不稳定,产品合格率低。

针对中间料仓下料不畅的问题,采用振动料斗辅助下料,可有效解决下料不畅的问题,保证生产平稳高效。

3.分级机主要参数的调整

在产品控制阶段,通过调节分级机的叶轮叶片数、叶轮转速、引风机的风压和风量以及二次风栅洗涤器的大小来调节产品的粒度和产量。

风量过小,产品粒度容易变细,产量降低;如果叶轮叶片数过少,容易形成高速,不利于分级,产品质量降低;二次风栅陶瓷洗涤器的开口过小,粗料中所含的细粉提取不干净,影响分级效率。

4、穿戴保护

由于应时硬度高,设备磨损严重,产品易污染,需要对设备进行耐磨保护处理,尤其是电子级高纯硅微粉,要求杂质含量在几个ppm以下,因此设备的保护方法非常关键。

使用陶瓷或有机耐磨材料作为腔体和管道等所有静态部件的衬里是非常有效和可靠的。但由于其高速旋转,分级转子结构复杂,磨损最严重,保护难度大。

振动研磨分级系统生产的电子级高纯超细硅粉为球形粉末。与球磨分级系统生产的无定形硅粉相比,比表面积大,能与环氧树脂充分接触,分散性好。同时,球形硅微粉的粒径小于无定形硅微粉的粒径。分散在环氧树脂中后,与环氧树脂的接触面积相对增加,粘结点增多,更有利于提高两者的相容性。

来源:吴英峰《振动磨分级系统在电子级高纯超细硅粉生产中的应用》。

编辑整理:粉科技网

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