গোলাকার সিলিকন মাইক্রোপাউডার শিল্পের বর্তমান উন্নয়ন অবস্থা এবং প্রয়োগের সম্ভাবনা কী?

গোলাকার সিলিকন মাইক্রোপাউডার হল একটি অজৈব অধাতু উপাদান যার একটি জাল এবং ফ্লোকুলেন্ট কোয়াসি-কণা গঠন রয়েছে। এর তাপীয় প্রসারণ সহগ, কম চাপের ঘনত্ব, কম ঘর্ষণ সহগ, ভাল জারা প্রতিরোধ ক্ষমতা, চমৎকার রাসায়নিক স্থিতিশীলতা, ভাল বিচ্ছুরণযোগ্যতা এবং কম তাপ পরিবাহিতা সহ অন্যান্য বৈশিষ্ট্য রয়েছে। সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, এটি মহাকাশ এবং বৃহৎ-স্কেল ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট প্যাকেজিংয়ের মতো উদীয়মান ক্ষেত্রগুলিতে মনোযোগ আকর্ষণ করেছে। এর অসাধারণ বৈশিষ্ট্য এবং বিস্তৃত প্রয়োগের সম্ভাবনার জন্য ধন্যবাদ, গোলাকার সিলিকন মাইক্রোপাউডার নতুন উপকরণের ক্ষেত্রে একটি গবেষণার কেন্দ্রবিন্দুতে পরিণত হয়েছে।

বিভিন্ন ধরণের গোলাকার সিলিকন মাইক্রোপাউডার রয়েছে। সবচেয়ে সাধারণ শ্রেণীবিভাগ তেজস্ক্রিয় উপাদান ইউরেনিয়াম (U) এর উপাদানের উপর ভিত্তি করে তৈরি করা হয়, এটিকে নিম্ন-বিকিরণ গোলাকার সিলিকন পাউডার এবং সাধারণ-উদ্দেশ্য গোলাকার সিলিকন পাউডারে বিভক্ত করা হয়। সাধারণ প্রস্তুতি পদ্ধতিগুলির মধ্যে রয়েছে শিখা পদ্ধতি, রাসায়নিক বৃষ্টিপাত পদ্ধতি, গ্যাস-পর্যায় পদ্ধতি এবং প্লাজমা পদ্ধতি।

গোলাকার সিলিকন মাইক্রোপাউডার শিল্পের বর্তমান অবস্থা

১৯৮০-এর দশকে, জাপান মূলত শিখা প্রস্তুতি পদ্ধতির উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে গোলাকার সিলিকন মাইক্রোপাউডার তৈরি শুরু করে। ২০০০-এর দশকের গোড়ার দিকে, জাপান বার্ষিক ১০,০০০ টন উৎপাদন ক্ষমতা অর্জন করে। তখন থেকে বৃহৎ আকারের ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট, মহাকাশ এবং বিশেষ উপকরণ তৈরিতে গোলাকার সিলিকন মাইক্রোপাউডার ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হচ্ছে। এই ক্ষেত্রের শীর্ষস্থানীয় কোম্পানিগুলির মধ্যে রয়েছে শিন-এৎসু, তোশিবা মেল্টিং এবং অ্যাডমেটেকস, যা একসাথে বিশ্বব্যাপী গোলাকার সিলিকন মাইক্রোপাউডার বাজারের প্রায় ৭০১TP৩T তৈরি করে। উল্লেখযোগ্যভাবে, অ্যাডমেটেকস ১ µm-এর নিচে কণার আকারের গোলাকার সিলিকন মাইক্রোপাউডারের বাজার প্রায় একচেটিয়া করে ফেলেছে।

আমেরিকান কোম্পানিগুলি উচ্চ গোলকীয়করণ হার, মসৃণ পৃষ্ঠ এবং চমৎকার গোলকীয়তা সহ পণ্য তৈরি করেছে। তারা প্রাথমিকভাবে উচ্চ-তাপমাত্রার গলিত-স্প্রে গোলকীয়করণ পদ্ধতি ব্যবহার করে, উচ্চ-বিশুদ্ধতা কোয়ার্টজকে কাঁচামাল হিসাবে ব্যবহার করে। ২০০০°C এর বেশি তাপমাত্রায়, কোয়ার্টজকে তরল আকারে গলে, তারপর স্প্রে করে ঠান্ডা করে সমাপ্ত পণ্য তৈরি করা হয়।

উচ্চ-প্রযুক্তির ক্ষেত্রে গোলাকার সিলিকন মাইক্রোপাউডারের বিস্তৃত প্রয়োগের সম্ভাবনার কারণে, বিদেশী কোম্পানিগুলি কঠোর প্রযুক্তিগত বাধা প্রয়োগ করেছে। ইতিমধ্যে, চীনে গোলাকার সিলিকন মাইক্রোপাউডার প্রযুক্তির বিকাশ দ্রুত এগিয়ে চলেছে। চীনে উচ্চ-বিশুদ্ধতা গোলাকার সিলিকন মাইক্রোপাউডারের উৎপাদন হুঝো (ঝেজিয়াং) এবং লিয়ানয়ুঙ্গাং (জিয়াংসু) এর মতো অঞ্চলে কেন্দ্রীভূত। সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, ডংহাই সিলিকা মাইক্রোপাউডার, ঝেজিয়াং হুয়াফেই ইলেকট্রনিক্স এবং জিয়াংসু লিয়ানরুই নিউ ম্যাটেরিয়ালস সহ কয়েকটি দেশীয় কোম্পানি ব্যাপক গবেষণা এবং উন্নয়নের মাধ্যমে বিদেশী প্রযুক্তির অবরোধ কাটিয়ে উঠতে গবেষণা প্রতিষ্ঠানের সাথে সহযোগিতা করেছে। উৎপাদন প্রযুক্তিতে উল্লেখযোগ্য সাফল্য অর্জন করা হলেও, পণ্যের বিশুদ্ধতা এবং কণার আকারে ফাঁক রয়ে গেছে। বর্তমানে, দেশীয়ভাবে উৎপাদিত পণ্যগুলি উচ্চ-প্রান্তের বাজারের মাত্র 15% এর জন্য দায়ী।

বাজার গবেষণা সংস্থা মর্ডর ইন্টেলিজেন্সের তথ্য অনুসারে, ২০২১ সালে বিশ্বব্যাপী সিলিকন মাইক্রোপাউডারের বাজারের আকার ছিল প্রায় ৩.৯৬ বিলিয়ন মার্কিন ডলার। ২০২৭ সালের মধ্যে এটি ৫.৩৩ বিলিয়ন মার্কিন ডলারে উন্নীত হওয়ার সম্ভাবনা রয়েছে, যার চক্রবৃদ্ধি বার্ষিক বৃদ্ধির হার (CAGR) ৫.১১TP3T।

গোলাকার সিলিকন পাউডারের প্রধান প্রয়োগ ক্ষেত্র

০১. কপার-ক্ল্যাড ল্যামিনেটের জন্য গোলাকার সিলিকন পাউডার (CCL)

সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, নতুন পণ্য তৈরি এবং তামা-আচ্ছাদিত ল্যামিনেটের কর্মক্ষমতা বৃদ্ধির জন্য অজৈব ফিলার প্রযুক্তি একটি গুরুত্বপূর্ণ গবেষণা কেন্দ্রবিন্দুতে পরিণত হয়েছে। এর বৃহৎ পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফলের কারণে, গোলাকার সিলিকন পাউডার ইপোক্সি রজনের সাথে সম্পূর্ণরূপে মিথস্ক্রিয়া করতে পারে, যা চমৎকার বিচ্ছুরণ ক্ষমতা প্রদান করে। ইপোক্সি রজনে বিচ্ছুরিত হলে, এটি যোগাযোগের ক্ষেত্র এবং বন্ধন বিন্দু বৃদ্ধি করে, দুটি উপকরণের মধ্যে সামঞ্জস্য উন্নত করে। অতিরিক্তভাবে, গোলাকার সিলিকন পাউডার উচ্চতর যান্ত্রিক এবং বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য প্রদান করে, যা তামা-আচ্ছাদিত ল্যামিনেট উৎপাদনে এটিকে ক্রমবর্ধমান জনপ্রিয় করে তোলে।

বর্তমানে, গোলাকার সিলিকন পাউডার প্রাথমিকভাবে অনমনীয় CCL-তে ব্যবহৃত হয়, যেখানে এটি মোট রচনার 20% থেকে 30% এর জন্য দায়ী। নমনীয় এবং কাগজ-ভিত্তিক CCL-তে এর ব্যবহার তুলনামূলকভাবে সীমিত।

০২. ইপোক্সি ছাঁচনির্মাণ যৌগের জন্য গোলাকার সিলিকন পাউডার (EMC)

বর্তমানে ৯৫১TP3T এরও বেশি মাইক্রোইলেকট্রনিক ডিভাইসে ইপোক্সি মোল্ডিং যৌগ ব্যবহার করা হয়। এই যৌগগুলিতে সাধারণত ফিলার (৬০-৯০১TP3T), ইপোক্সি রজন (১৮১TP3T এর কম), কিউরিং এজেন্ট (৯১TP3T এর কম) এবং অ্যাডিটিভ (প্রায় ৩১TP3T) থাকে। সর্বাধিক ব্যবহৃত ফিলার হল সিলিকন ডাই অক্সাইড পাউডার, যা যৌগের ৯০.৫১TP3T পর্যন্ত গঠন করতে পারে। সিলিকন ডাই অক্সাইড পাউডার তাপীয় সম্প্রসারণ সহগ হ্রাস, তাপ পরিবাহিতা বৃদ্ধি, ডাইইলেক্ট্রিক ধ্রুবক হ্রাস, পরিবেশগত সুরক্ষা বৃদ্ধি, শিখা প্রতিরোধ ক্ষমতা অর্জন, অভ্যন্তরীণ চাপ হ্রাস, আর্দ্রতা শোষণ প্রতিরোধ, ছাঁচনির্মাণ যৌগগুলিকে শক্তিশালীকরণ এবং প্যাকেজিং উপকরণের খরচ কমাতে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।

EMC অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে গোলাকার সিলিকন পাউডারের প্রয়োজনীয়তা:

1. উচ্চ বিশুদ্ধতা

ইলেকট্রনিক পণ্যে ব্যবহৃত উপকরণের জন্য উচ্চ বিশুদ্ধতা একটি মৌলিক প্রয়োজনীয়তা, বিশেষ করে অতি-বৃহৎ-স্কেল ইন্টিগ্রেটেড সার্কিটে। প্রচলিত উপাদানের অপবিত্রতা কমানোর পাশাপাশি, তেজস্ক্রিয় উপাদানের পরিমাণ যতটা সম্ভব কম হতে হবে, আদর্শভাবে শূন্য।

2. অতিসূক্ষ্ম কণার আকার এবং উচ্চ অভিন্নতা

বিদেশে অতি-বৃহৎ-স্কেল ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট প্যাকেজিংয়ের জন্য ব্যবহৃত গোলাকার সিলিকন পাউডারটিতে সূক্ষ্ম কণার আকার, সংকীর্ণ বন্টন পরিসর এবং চমৎকার অভিন্নতা রয়েছে। মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে, গড় কণার আকার সাধারণত 1-3 µm হয়, যেখানে জাপানে, এটি সাধারণত 3-8 µm হয়, যার সর্বোচ্চ কণার আকার 24 µm এর কম হয়।

3. উচ্চ গোলকীয়করণ হার এবং বিচ্ছুরণযোগ্যতা

উচ্চ গোলকীয়করণ হার ফিলারগুলির উচ্চতর তরলতা এবং বিচ্ছুরণযোগ্যতা নিশ্চিত করে। উচ্চ-মানের গোলকীয়করণ নিশ্চিত করে যে পণ্যটি সম্পূর্ণরূপে ইপোক্সি ছাঁচনির্মাণ যৌগগুলিতে ছড়িয়ে পড়ে, সর্বোত্তম ভরাট প্রভাব অর্জন করে। বিদেশী পণ্যগুলি সাধারণত 98% এর বেশি গোলকীয়করণ হার অর্জন করে। তুলনামূলকভাবে, দেশীয় উপকরণগুলি সাধারণত 90% এর কাছাকাছি গোলকীয়করণ হার অর্জন করে, যার মধ্যে কয়েকটি 95% এ পৌঁছায়।

০৩. মৌচাক সিরামিকের জন্য গোলাকার সিলিকন পাউডার

অটোমোবাইল এক্সস্ট পরিশোধনের জন্য ব্যবহৃত মধুচক্র সিরামিক ক্যারিয়ার এবং ডিজেল ইঞ্জিন এক্সস্ট পরিশোধনের জন্য ডিজেল পার্টিকুলেট ফিল্টার (DPF) - মূলত কর্ডিয়ারাইট উপাদান দিয়ে তৈরি - অ্যালুমিনা, সিলিকন পাউডার এবং অন্যান্য উপকরণ ব্যবহার করে মিশ্রণ, এক্সট্রুশন ছাঁচনির্মাণ, শুকানো এবং সিন্টারিংয়ের মতো প্রক্রিয়ার মাধ্যমে তৈরি করা হয়। গোলাকার সিলিকন পাউডার মধুচক্র সিরামিক পণ্যগুলির ছাঁচনির্মাণের হার এবং স্থায়িত্ব বাড়ায়, যা পণ্যের কর্মক্ষমতা উন্নত করে।

০৪. রঙ এবং আবরণ

গোলাকার সিলিকন পাউডার স্ক্র্যাচ প্রতিরোধ, সমতলকরণ, স্বচ্ছতা এবং আবহাওয়া প্রতিরোধে চমৎকার কর্মক্ষমতা প্রদান করে, যা বিভিন্ন প্রয়োগের জন্য আবরণে এটিকে অত্যন্ত কার্যকর করে তোলে। এর মধ্যে রয়েছে আলংকারিক রঙ, কাঠের রঙ, পাউডার আবরণ, জারা-বিরোধী আবরণ এবং মেঝে আবরণ।

০৫. আঠালোর জন্য গোলাকার সিলিকন পাউডার

গোলাকার সিলিকন পাউডার আঠালোতে বায়ু টারবাইন ব্লেড, কাঠামোগত আঠালো তৈরি এবং অনুরূপ বৃহৎ যৌগিক কাঠামোগত উপাদানগুলিকে সংযুক্ত করার জন্য ব্যবহৃত হয়। এটি উপযুক্ত সান্দ্রতা, চমৎকার থিক্সোট্রপি, অ্যান্টি-স্যাগিং বৈশিষ্ট্য, উচ্চ বন্ধন শক্তি এবং ক্লান্তি প্রতিরোধ ক্ষমতা প্রদান করে আঠালোর বৈশিষ্ট্যগুলিকে উন্নত করে।

০৬. অত্যাধুনিক অ্যাপ্লিকেশন ক্ষেত্র

গোলাকার সিলিকন পাউডার বিভিন্ন রজন এবং রঙের সান্দ্রতা হ্রাস, তরলতা উন্নত করতে এবং বুর গঠন কমাতে উপযুক্ত। এটি উন্নত উপকরণ এবং সংযোজনগুলিতে ব্যাপকভাবে প্রয়োগ করা হয়, যার মধ্যে রয়েছে:

• সেমিকন্ডাক্টর প্যাকেজিং রেজিনের জন্য তরলতা বৃদ্ধিকারী এবং বার রিডুসার।
• কার্বন পাউডার সংযোজন।
• সিলিকন রাবার ফিলার।
• সিন্টারিং উপকরণ এবং সংযোজন।
• তরল প্যাকেজিং উপকরণের জন্য ফিলার।
• রজন ফিলার এবং সাবস্ট্রেট।
• সংকীর্ণ-ব্যবধান প্রযুক্তিতে প্রয়োগ।

সারাংশ

সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, ইলেকট্রনিক তথ্য শিল্পের দ্রুত বিকাশের ফলে গোলাকার সিলিকন পাউডারের চাহিদা বেড়েছে। এটি তামা-ঢাকা ল্যামিনেট এবং ইন্টিগ্রেটেড সার্কিটের জন্য একটি মূল উৎপাদন উপাদান হয়ে উঠেছে। "চতুর্দশ পঞ্চবার্ষিক পরিকল্পনা" এর শেষ নাগাদ, তামা-ঢাকা ল্যামিনেটে গোলাকার সিলিকন পাউডারের ব্যবহার 55% ছাড়িয়ে যাবে বলে আশা করা হচ্ছে।

স্থিতিশীল রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য, চমৎকার বিচ্ছুরণযোগ্যতা এবং পরিবেশগতভাবে বন্ধুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্যের কারণে, গোলাকার সিলিকন পাউডারের বিস্তৃত প্রয়োগ রয়েছে। এটি প্লাস্টিক এবং আবরণ শিল্পে একটি বিচ্ছুরণকারী হিসেবে কাজ করে, যা উপাদানের পৃষ্ঠের সমাপ্তি উন্নত করে। উপরন্তু, মহাকাশ, বিশেষ প্লাস্টিক, উচ্চমানের আবরণ, বিশেষ তন্তু, রাবার, সূক্ষ্ম রাসায়নিক এবং প্রসাধনীতে এর প্রয়োগ ক্রমাগত প্রসারিত হচ্ছে, যা এর বিশাল সম্ভাবনা এবং আশাব্যঞ্জক ভবিষ্যত প্রদর্শন করে।