技術(shù) | EMC用球形硅微粉，哪些指標(biāo)至關(guān)重要？

　　目前，在電子封裝材料環(huán)氧模塑料（EMC）行業(yè)，要滿足環(huán)保的要求，達(dá)到環(huán)境認(rèn)證的指標(biāo)，提高EMC中硅微粉的填充量是有效的途徑之一，國(guó)際上球形硅微粉在EMC中的最高填充率已達(dá)90%以上。

　　為使球形硅微粉能更好的應(yīng)用于環(huán)氧模塑料，一般對(duì)球形硅微粉產(chǎn)品的粒度分布、化學(xué)成分、電導(dǎo)率、pH、球化率和白度等性能參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，以控制其質(zhì)量。

1、粒度分布

　　粒度分布是粉體材料的最基本性能，球形硅微粉的粒度分布關(guān)系到其在環(huán)氧模塑料中的填充率。

　　粒度測(cè)試一般采用激光粒度儀，主要通過(guò)粒度分布曲線和D10、D50、D90等粒度特征參數(shù)表征粉體的粒度分布。

　　根據(jù)最緊密堆積原理，球形體是實(shí)現(xiàn)最緊密堆積最理想的顆粒，與角形硅微粉和熔融硅微粉相比，相同粒度分布球形硅微粉在環(huán)氧模塑料中的填充量更高，質(zhì)量比最高可達(dá)90%。

　　單峰分布的球形硅微粉不能實(shí)現(xiàn)最緊密堆積，因此填充率并不高。提高填充率的方法通常是將不同粒度分布的球形硅微粉產(chǎn)品混合，通過(guò)混合配比成多峰分布的球形硅微粉。

　　良好的粒度分布能顯著提高球形硅微粉的添加量，能改善模塑料的熱膨脹性能和熱穩(wěn)定性能，降低環(huán)氧模塑料的生產(chǎn)成本。

2、化學(xué)成分

　　純度是球形硅微粉產(chǎn)品最關(guān)鍵的性能指標(biāo)之一，直接決定最終的球形硅微粉產(chǎn)品質(zhì)量，進(jìn)而影響模塑料的介電絕緣性能，關(guān)系到集成電路和電子元器件的穩(wěn)定可靠性。對(duì)于球形硅微粉產(chǎn)品，雜質(zhì)元素含量越低，SiO2的含量越高，產(chǎn)品純度越好。

　　采用火焰法生產(chǎn)球形硅微粉如工藝適當(dāng)，在生產(chǎn)過(guò)程中基本不會(huì)引入雜質(zhì)，因此球形硅微粉的化學(xué)成分與原料的純度有很大關(guān)系，如原料的純度高，產(chǎn)品的純度也很高。

　　球形硅微粉產(chǎn)品雜質(zhì)元素中Cl-、Na+含量的控制尤為重要。如存在過(guò)量的Cl-、Na+，在高溫潮濕環(huán)境中會(huì)引起半導(dǎo)體器件和集成電路芯片上鋁布線的電化學(xué)腐蝕，導(dǎo)致集成電路失效。另外，鈾含量的檢測(cè)也很重要。鈾含量高，放射性指標(biāo)高，對(duì)超大規(guī)模集成電路的運(yùn)行穩(wěn)定性有影響，當(dāng)硅微粉中的鈾含量超標(biāo)而又用來(lái)封裝記憶體或中央處理器時(shí)會(huì)使計(jì)算機(jī)產(chǎn)生軟錯(cuò)誤。

3、電導(dǎo)率和pH

　　電導(dǎo)率測(cè)定是球形硅微粉純度檢測(cè)的一個(gè)重要指標(biāo)，電導(dǎo)率高會(huì)影響環(huán)氧模塑料制品的介電性能。

　　球形硅微粉雜質(zhì)的成分大都是可溶性的，由于水萃液中的帶電離子的多少與溶液導(dǎo)電率成正比，其水萃液中離子濃度越高電導(dǎo)率越大，說(shuō)明硅微粉的純度越差。電子級(jí)硅微粉電導(dǎo)率一般要求小于5μS/cm。

　　引起球形硅微粉電導(dǎo)率增大的雜質(zhì)主要有鐵、鈉、鉀等元素，鋁元素的含量對(duì)電導(dǎo)率影響不大。生產(chǎn)過(guò)程中一般不會(huì)引入上述幾種雜質(zhì)元素，因此只要控制原料的純度，采用合適的工藝，即可將球形硅微粉的電導(dǎo)率控制在合格范圍內(nèi)。

　　一般球形石英粉的粒度越小，電導(dǎo)率越高，pH值越低，主要是由于原料粒度越細(xì)，球磨的時(shí)間越長(zhǎng)，使得更多的雜質(zhì)進(jìn)入到原料中。

4、球化率

　　球化率表示產(chǎn)品中球形顆粒所占比例，球化率越高，球形硅微粉產(chǎn)品在環(huán)氧模塑料中的填充性能越好。

　　采用火焰法生產(chǎn)球形硅微粉，影響產(chǎn)品球化率的因素是火焰溫度和顆粒的分散程度?；鹧鏈囟瓤赏ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)燃?xì)夂脱鯕獾牧髁窟_(dá)到最佳。石英顆粒的分散是生產(chǎn)超細(xì)球形硅微粉產(chǎn)品的關(guān)鍵工藝，超細(xì)粉體顆粒小，比表面積大，由于靜電引力及范德華力極易產(chǎn)生團(tuán)聚現(xiàn)象。如果在進(jìn)入球化爐前不解決角形硅微粉團(tuán)聚問(wèn)題，多個(gè)石英微粒會(huì)在火焰中粘結(jié)共熔，球化后會(huì)形成粒徑很大的顆粒，影響產(chǎn)品的質(zhì)量及產(chǎn)率?？刹捎酶邏嚎諝鈱⒊?xì)粉體霧化，再進(jìn)行超聲分散，使團(tuán)聚的原料顆粒解聚，提高球形硅微粉產(chǎn)品的球化率。

5、白度

　　環(huán)氧模塑料可制成各種不同顏色，一般使用黑、紅、綠3種顏色，其中黑色最為常見，因此球形石英粉的白度對(duì)其性能的影響不大。但白度在某種程度上能反映產(chǎn)品的純度，白度變低的原因通常有2種，可能是由于生產(chǎn)設(shè)備管道的鐵質(zhì)內(nèi)壁磨損，在高溫下氧化生成Fe2O3進(jìn)入產(chǎn)品中，也可能是燃?xì)獠煌耆紵商几街谑㈩w粒上。一般角形硅微粉的白度都大于90，生產(chǎn)出的產(chǎn)品白度應(yīng)大于85，如產(chǎn)品的白度過(guò)低，則需要增設(shè)除鐵工藝。