【原创】世界球形硅微粉龙头们，都有何独特技艺？

中国粉体网讯  球形硅微粉的制备方法主要包括物理法、化学法及物理化学法。其中，物理制备方法主要包括火焰成球法、高温熔融喷射法、等离子体法、高温煅烧球形化等；化学制备方法主要包括气相法、水热合成法、自蔓延低温燃烧法、溶胶-凝胶法、沉淀法和微乳液法等。目前市场中能够达到量产条件的球形硅微粉主要有三种技术路径，即火焰熔融球形硅微粉，直燃/VMC法球形硅微粉和化学合成球形硅微粉。

全球硅微粉龙头集中于日本，日本龙森、电化、新日铁三家公司的硅微粉产品在世界上占据了70%以上的市场份额，雅都玛公司则以其先进工艺在1微米以下球形硅微粉市场有着举足轻重的地位。国内具有代表性的球形硅微粉企业包括联瑞新材、壹石通、华飞电子、锦艺新材、益新科技等。

日本公司在硅微粉市场特别是技术壁垒更高的电子级硅微粉市场技术及应用经验丰富，具备先发优势。日系领先企业长期以来占据球形硅微粉市场的技术主导地位，近年来日厂商逐渐调整产品重心，收缩火焰熔融法球形硅产能和研发投入，将产能和研发重心聚焦于VMC法等球形硅上，目前火焰法球形硅微粉市场主要由国内厂商占据。

龙头企业球形硅微粉生产工艺

 日本电化株式会社（Denka）

日本电化株式会社为全球性的化学工业企业，业务涵盖无机化学品、有机化学品和电子材料、医药等领域，为全球主要球形二氧化硅生产商。

电化熔融硅石(DF)球状(FB·FBX)

来源：日本电化学株式会社

日本电化学株式会社主要采用火焰熔融法生产球形硅微粉，公司的电化熔融硅石(DF)球状(FB·FBX)产品是将粉碎的原料硅石在高温的火焰中熔融，利用表面张力而球状化的熔融硅石。

日本龙森公司（TATSUMORI）

日本龙森株式会社成立于1963年10月，主营二氧化硅等填料的开发、制造和销售，是全球主要的球形二氧化硅生产商，其生产基地和分支机构分布在日本、马来西亚、新加坡、美国等国家。

低 α 射线超高纯度球形二氧化硅填料

来源：日本龙森公司

日本龙森公司（TATSUMORI）主要采用火焰熔融法生产球形硅微粉。

日本新日铁（Nippon）

日本新日铁致力于封装材料的研发和生产，产品应用于大规模、超大规模集成电路封装及电子元器件、高压电器件的绝缘浇注、高级橡胶轮胎、高档油墨等领域。

该公司是世界上最先利用熔射法，使真球状微粒子制造技术在大规模的工业化生产中得以实现的材料供应商，其生产的球形硅微粉具有单分散、表面光滑、流动性好、介电性能优异，热膨胀系数低，电绝缘性好，在氧化中形成多层保护层，具有良好的力学性能和抗高温抗氧化性能等特点。

日本雅都玛（Admatechs）

日本雅都玛主营球形二氧化硅、球形氧化铝、氧化物陶瓷粉及其加工产品的制造和销售。目前，雅都玛使用专利制造方法制造和销售球形氧化物细颗粒 Admafine（二氧化硅和氧化铝），是用作半导体封装胶、尖端工业产品和日用品不可或缺的材料的功能赋予剂。

雅都玛的ADMAFINE产品由微小的球形氧化物颗粒组成，该颗粒是使用VMC方法对金属粉末进行氧化而产生的。由于表面无孔，水分含量非常低，并且由于粉末之间没有很强的粘附力，因此分散性非常好。由于粒度分布窄，混合控制也很容易。

VMC法的原理

来源：日本雅都玛

VMC法最初由Admatechs开发。它利用金属粉末的爆燃来产生球形氧化物颗粒。当金属粉末撒在氧气流中并点燃时，由于反应热，产生的氧化物会变成蒸汽或液体。冷却后，会产生细小的氧化物颗粒，即“ADMAFINE球形颗粒”。

熔融法生产球形二氧化硅

来源：日本雅都玛

雅都玛的ADMAFUSE是平均粒径为5至30μm的球形无定形二氧化硅产品，采用熔融法生产。在熔融法中，破碎的二氧化硅晶体被装入熔化炉中，以允许通过表面张力形成球体。

联瑞新材

来源：联瑞新材

江苏联瑞新材料股份有限公司一直专注于电子级硅微粉产品的研发、生产和销售，是国内规模领先的电子级硅微粉企业，在覆铜板和环氧塑封料领域的应用始终保持在70%以上。公司持续推出多种规格低CUT点Lowα微米/亚微米球形硅微粉、高频高速覆铜板用低损耗/超低损耗球形硅微粉等产品。

火焰法制备球形硅微粉

来源：联瑞新材招股说明书

联瑞新材通过十余年的研究开发掌握的高温球化技术，攻克了火焰法制备电子级球形硅微粉过程中的粘壁、积炭、粘聚等一系列技术难题和瓶颈，公司承担的“火焰法制备球形硅微粉成套技术与产业化开发及在集成电路的应用”突破国外“卡脖子”技术封锁，荣获中国建材联合会/中国硅酸盐学会科技进步类一等奖。

锦艺新材

苏州锦艺新材料科技股份有限公司于2005年创立，致力于提供高端无机非金属粉体新材料应用解决方案，是一家集研发、生产、销售、技术服务为一体的国家级高新技术企业。

高性能球形硅微粉生产工艺流程图

来源：锦艺新材招股说明书

锦艺新材的球形硅微粉制备技术有：火焰球硅制备技术、直燃球硅制备技术和化学合成球硅制备技术。

锦艺新材球形硅微粉核心技术及主要产品

锦艺新材三种球形硅微粉不同工艺路线对比

火焰法：锦艺新材Q系列球硅产品由高纯石英粉经高温熔融、球化、超细分级、表面处理等多工艺制造而成。公司在行业成熟的火焰熔融球化工序基础上，通过自主形成的火焰熔融原料的干粉超分散技术、球形粉体级配、针对性改性等技术，同时优化火焰熔融产线，形成了具有一定性能优势的体系化火焰熔融球硅技术。

直燃法球硅工艺

来源：锦艺新材招股说明书

直燃法：锦艺新材BQ系列球硅产品为单质硅经燃烧、气化凝结而成，再经提纯、超细分级、表面处理等工艺制造而成。公司与供应商合作研发，依托该相关原理制得相关球硅原粉，并且通过燃烧器和冷凝器的特殊设计，有效解决球化过程中空心球较多的问题。此后，针对原粉存在大球，以及粉体表面羟基较多的问题，公司通过自主研发的除大球和除羟基技术，去除过大的粉体，并有效降低粉体表面羟基含量。另外，由于直燃法球硅粒径属于亚微米级别，粉体易团聚并影响表面改性效果，公司针对性开发纳米物理隔离改性技术，能够有效避免粉体团聚。

化学合成法：锦艺新材SE系列球硅产品经过化学合成、表面处理、超细分级等多种工艺制造而成。公司自主形成自主形成的梯度煅烧和高压解聚技术和高效合成技术。

益新科技

兰陵县益新矿业科技有限公司是一家专业从事硅基新材料及高导热散热材料球形化研发及产业化生产的民营企业。

来源：益新科技

益新科技通过自主研发的熔融球化炉，对石英矿石进行制粉加工，然后再对角形粉进行火焰熔融成球，变成球形硅微粉，广泛应用于触控模组、航空航天、特种陶瓷、微电子、新能源等诸多领域。公司在国内率先打破国际技术封锁，自主创新掌握熔融球化炉技术，实现国产替代。

参考来源：

联瑞新材招股说明书、锦艺新材招股说明书、各公司官网

李勇等.球形硅微粉制备方法与应用研究

谢强等.火焰熔融法制备电子封装用球形硅微粉制备与表征

中国粉体网.《中国球形二氧化硅产业发展研究报告（2023~2025）》

（中国粉体网编辑整理/初末）

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