中國粉體網(wǎng)訊  近年來，大規(guī)模集成電路的應(yīng)用促進了我國微電子工業(yè)的迅速發(fā)展，電子行業(yè)集成電路對硅微粉等封裝材料提出了近乎嚴苛的要求。

然而，傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的硅微粉是用硅微粉原料經(jīng)研磨得到的，外形無規(guī)則且多呈菱形角狀。這種硅微粉在用于集成電路封裝時黏度大，填充率低（70％左右），生產(chǎn)的產(chǎn)品會有飛邊等瑕疵，限制了其在大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路中的應(yīng)用。

球形硅微粉是指白色球形顆粒，主要成分為二氧化硅的無定形石英粉體材料，粒度小至亞微米或納米級別。硅微粉球形化越好，其填充率越高，熱膨脹系數(shù)就越小，當(dāng)膨脹系數(shù)越接近單晶硅時，生產(chǎn)的電子元器件的使用性能越好。

硅微粉表面流動性能優(yōu)良，能與樹脂充分攪拌后形成均勻的膜。作為填料，改性球形硅微粉能極大地提高其電子制品的剛性、耐磨性、耐候性、抗沖擊抗壓性、電氣性能和抗紫外線輻射的特性，因此在集成電路用覆銅板中得到廣泛應(yīng)用。

研究進展

李培錕等，以硅酸鈉、硫酸、氨水等為主要原料，PEG-2000為表面活性劑，乙酸乙酯為沉淀劑，成功制備了球形硅微粉。單因素實驗得到的最佳實驗條件為：硅酸鈉濃度為0.5mol/L，乙酸乙酯添加量為8.0%，反應(yīng)溫度為70℃。

球形硅微粉的制備流程

該條件下制得的球形硅微粉為無定形二氧化硅，其團聚最小，顆粒表面光滑，球化率較高。

楊珂珂等，以聚四氟乙烯樹脂為基料，使用單一改性劑3-苯胺基丙基三甲氧基硅烷（KBM-573），對覆銅板用硅微粉進行表面改性。最佳實驗條件為：向球形硅微粉與純水-乙醇混合液中加入質(zhì)量分數(shù)為0.5%的KBM－573，在80℃的恒溫水浴中高速攪拌反應(yīng)1h”。

該條件下球形硅微粉吸油值明顯減小，表面羥基數(shù)大幅減少，硅烷偶聯(lián)劑分子成功地以化學(xué)鍵的形式接枝在球形硅微粉表面; 改性后球形硅微粉團聚現(xiàn)象減少，分散性得到顯著改善; KBM-573改性球形硅微粉與KH550改性同類產(chǎn)品相比，具有更好的耐熱性及應(yīng)用性能。

徐正國等，以雙端羥基聚苯醚為基料，使用單一改性劑乙烯基三甲氧基硅烷對覆銅板用硅微粉進行表面改性，合成了一種硅烷封端改性的聚苯醚樹脂。該覆銅板表現(xiàn)出了較好的耐熱性能、耐濕熱性能、較低的介電損耗和良好的可靠性。因此，硅烷改性聚苯醚作為一種新的聚苯醚改性方向，在中高頻覆銅板中具有很好的應(yīng)用前景。

孫小耀等，以環(huán)氧樹脂為基料，使用單一改性劑γ-（2,3-環(huán)氧丙氧基）丙基三甲氧基硅烷（Z-6040），對覆銅板用硅微粉進行表面改性。得到改性效果好的表面處理亞微米硅微粉，工藝簡單、經(jīng)濟環(huán)保、成本低、產(chǎn)品改性效果好、顆粒分散好，使用方便，可廣泛用于CCL、涂料、膠黏劑等領(lǐng)域。

小結(jié)

球形硅微粉因性能優(yōu)越，在大規(guī)模集成電路領(lǐng)域極具應(yīng)用價值。盡管傳統(tǒng)工藝產(chǎn)品存在局限，但科研人員已在制備與改性上取得顯著進展，提升了其性能。隨著研究深入，制備與改性工藝有望持續(xù)優(yōu)化，球化率和產(chǎn)品性能將進一步提升，推動其在更多領(lǐng)域釋放更大價值，助力相關(guān)產(chǎn)業(yè)邁向新高度。

參考來源：

李培錕等.超細球形硅微粉的制備與性能表征

錢晨光等.硅微粉表面改性及其應(yīng)用研究進展

楊珂珂等.耐熱表面改性球形硅微粉的制備及其性能

孫小耀等.一種亞微米硅微粉表面改性的方法

(中國粉體網(wǎng)編輯整理/九思)

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