一种电加热生产高纯超细球形硅微粉的装置和方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109665533A(43)申请公布日2019.04.23(21)申请号201811634305.2(22)申请日2018.12.29(71)申请人黄冈师范学院地址438000湖北省黄冈市开发区新港二路146号(72)发明人杨水彬田正芳黄林勇陈中文田辉明雷绍民(74)专利代理机构武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙)42222代理人肖明洲(51)Int.Cl.C01B33/18(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图3页(54)发明名称一种电加热生产高纯超细球形硅微粉的装置和方法(57)摘要本发明公开了一种电加热生产高纯超细球形硅微粉的装置，包括微粉料仓、雾化装置、高温熔化炉与聚冷却料仓、成品仓和除尘系统。所述雾化装置包括雾化器和压缩空气通道；微粉料仓出料口通过导管连接到雾化器，该导管接入压缩空气通道。高温熔化炉的上端设置有雾化器，下端连接到聚冷却仓。聚冷却仓下端连接成品仓，下端侧面连接除尘系统。利用本装置生产的球形硅微粉纯度高并可通过参数调节实现粒径控制。CN109665533ACN109665533A权利要求书1/1页1.一种电加热生产高纯超细球形硅微粉的装置，其特征在于：包括微粉料仓(1)、雾化装置、高温熔化炉(6)与聚冷却料仓(7)、成品仓(11)和除尘系统；所述雾化装置包括雾化器(3)和压缩空气通道(2)；微粉料仓(1)出料口通过导管连接到雾化器(3)，该导管接入压缩空气通道(2)；高温熔化炉(6)的上端设置有雾化器(3)，下端连接到聚冷却仓(7)；聚冷却仓(7)下端连接成品仓(11)，下端侧面连接除尘系统。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述高温熔化炉(6)上部为有盖的圆柱型，下部为锥体，加热方式为电加热；所述高温熔化炉设置有温度计，侧壁设置有观察孔。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的高温熔化炉(6)内壁设置有保温层。4.根据权利要求1或3所述的装置，其特征在于：所述的高温熔化炉(6)内壁设置有电加热系统。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述聚冷却料仓(7)上下部为锥体，中间为圆柱体；聚冷却仓(7)内设置有冷却装置(8)。6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：所述冷却装置(8)设置于聚冷却仓(7)上部锥体，由球冠型上盖(81)和上端开口的圆柱型底座(82)组成；底座(82)内设置有进水管(83)和出水管(84)，进水管(83)连接莲蓬头(86)。7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述除尘系统包括冷凝管(12)、旋风除尘器和引风机(16)，三者依次连接。8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：所述旋风除尘器包括一级旋风除尘器(13)、二级旋风除尘器(14)和布袋除尘器(15)，三者依次相连。9.一种利用权利要求1所述装置生产球形硅微粉的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)预热高温熔化炉(6)，开启引风机(16)，将雾化器(3)、冷凝管(12)和聚冷却仓(7)中的冷却装置中通入冷凝水，使高温熔化炉(6)内的温度稳定在2000-2300℃；(2)将高纯超细硅微粉物料加入到微粉料仓(1)中，通入压缩空气以将硅微粉引入到雾化器(3)中；(3)雾化器(3)将硅微粉雾化，喷入高温熔化炉(6)；(4)雾化的微粉迅速熔化或气化；在引风机(16)抽力的作用下，粒径较大的颗粒经聚冷却仓(7)落入成品仓(11)中收集，粒径较小的颗粒经分级系统筛分收集。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述微粉颗粒的粒径通过控制引风机的风量、压缩空气的流量、原料粒径及微粉加料量实现实时调节。2CN109665533A说明书1/7页一种电加热生产高纯超细球形硅微粉的装置和方法技术领域[0001]本发明属于非金属矿深加工技术领域，具体涉及一种电加热生产高纯超细球形硅微粉的装置和方法。背景技术[0002]近年来，随着微电子技术的迅猛发展，人们对微电子元件的质量要求越来越高，使得硅微粉质量要求也越来越高。全球集成电路(IC)封装材料的97％采用环氧塑封料(EMC)，而在EMC的组成中，除主料酚醛环氧树脂外，硅微粉是用量最多的填料。硅微粉填料占环氧模塑料重量比达70％-90％。所以为了高质量的塑封料除了要求硅微粉超细、高纯度、低放射性元素外，还特别要求其颗粒球形化。这是因为：(1)球的表面流动性好，与树脂搅拌成膜均匀，使得树脂的添加量小，硅微粉的填充量达到最高，因此球形化意味着硅微粉填充率的增加，而硅微粉的填充率越高，其膨胀系数就越小，导热系数也越低，也就越接近单晶硅的热膨胀系数，由此产生的电子元器件的使用性能也越好；(2)与角形硅微粉制成的塑封料相比，球形塑封料盈利集中最小、强度最高，当角形粉的塑封料应力集中为1时，球