説明
電子産業は目覚ましい進化を遂げており、小型化、高集積化、高出力化が急速に進んでいます。このような変革的なトレンドにより、電子材料の性能に対する要求がますます厳しくなっており、機能性と信頼性の向上が最重要課題となっています。このように変化する環境の中で、二酸化ケイ素（シリカ、白炭黒とも呼ばれる）は画期的な存在として注目されています。優れた絶縁性、耐熱性および優れた放熱特性を備えたこの物質は、半導体やプリント基板（PCB）、LEDパッケージングの製造において不可欠な基盤材料となっています。絶縁性フィラーとして、重要な放熱材料として、あるいはパッケージング用接着剤の添加剤としての役割に関わらず、二酸化ケイ素は電子部品の安定した動作と長寿命化において極めて重要な役割を果たしています。
半導体製造、特に集積回路（IC）の複雑な世界において、材料の絶縁性と純度は単に重要というだけでなく、成功の鍵を握る要素です。ICの層間絶縁膜は、異なる層間での信号干渉を防ぐために他を寄せ付けない絶縁性能を備えていなければならず、これはデバイスの微細化が進むにつれて一層複雑になる課題です。当社の電子グレードのフュームドシリカは、99.99%という驚異的な純度を誇り、競合製品を大きく引き離しています。金属イオンや有機物などの不純物をほぼ完全に除去するまで厳格な検査を実施しており、他に類を見ない品質を提供します。
インターレイヤー絶縁層の原材料として使用される際、弊社のフュームドシリカは化学気相堆積（CVD）技術によって著しい変化を遂げます。このプロセスにより、誘電率が3.5という非常に低い値の密なSiO₂膜が形成されます。これは、従来の窒化ケイ素が持つ誘電率7.5と比較して大幅な改善です。この誘電率の低下により、信号遅延が大幅に減少し、ICの動作速度を大きく向上させることができます。弊社製品の現実的なインパクトは、台湾の大手半導体メーカーが7nmプロセスのICに弊社フュームドシリカを採用した際の成果によって最もよく示されます。その結果、ICの動作周波数が20%向上し、消費電力が15%削減されました。さらに、シリカの高い耐熱性により、ICパッケージング工程中に発生する400°Cという高温に耐え、変形や亀裂を生じることなく、信頼性のさらなる向上を実現します。
プリント回路基板（PCB）は、電子機器の中で他のすべての電子デバイスを接続し、支えるコアコンポーネントとして、エレクトロニクス界の無名の英雄とも言えます。サーバーや自動車電子機器などの高電力アプリケーションでは、PCBは過酷な条件下で使用され、作動中に大量の熱が発生します。この課題に対応するため、シリカ（白炭黑）が基板の絶縁性および耐熱性を高めるために使用されます。
高純度沈殿白炭黑（SiO₂含有率が99.9%以上）を一般的なFR-4エポキシ樹脂基板であるPCB基板に添加することで、基板の熱伝導率を大幅に向上させることができます。具体的には、熱伝導率を0.3W/m·Kから0.8W/m·Kまで高めることができ、これにより放熱を効果的に促進し、過熱を防止します。同時に、シリカの絶縁性能により、PCBは高耐圧性を維持します。白炭黒を添加した後、PCB基板の耐圧は25kV/mmから40kV/mmまで上昇し、絶縁破壊による短絡のリスクを大幅に低減します。当社製品の効果は、中国のPCB製造メーカーの事例でも証明されています。同社が当社の白炭黒を自動車用PCB製品に採用した結果、基板は自動車業界の厳しい温度サイクル試験（-40°C〜125°C、1000サイクル）において、性能が目に見える形で劣化することなく、要求仕様を満たすだけでなくそれを上回る結果を達成しました。
LEDパッケージング分野において、白色炭素黒は拡散剤および放熱性充填材としての二重の役割を果たしています。LEDランプは、均一な光放出と効率的な放熱によって、最適な発光効率を維持し、寿命を延ばすことが求められます。粒子径が正確に20〜30nmに制御された沈殿法白色炭素黒を5〜10%含浸させることにより、LEDパッケージング用エポキシ樹脂にLEDチップからの光を均等に拡散させ、「ホットスポット」の問題を効果的に解消し、より柔らかく快適な照明体験を実現します。白色炭素黒を添加してもパッケージング樹脂の光透過率は90%以上を維持しており、LEDの発光効率に影響を与えないことが保証されています。
さらに、シリカはパッケージング樹脂の放熱性能を大幅に向上させます。樹脂内部に強固な熱伝導ネットワークを形成することで、パッケージング材料の熱伝導率を50%増加させ、動作中のLEDチップの温度を効果的に低下させます。ドイツのLED照明ブランドは、弊社の白炭黒の効果を実際に体験しました。弊社製品を高電力LEDダウンライトに採用した結果、ダウンライトの使用寿命が30,000時間から50,000時間まで顕著に延長されました。さらに、10,000時間使用後の光束維持率の低下率は20%から8%まで減少し、弊社製品の優れた性能と耐久性を証明しています。
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