一文了解球形二氧化硅在覆銅板中的應(yīng)用

　　二氧化硅在降低覆銅板熱膨脹系數(shù)、提高基板模量及耐熱性等方面有著不可替代的作用。二氧化硅的高填充可以降低成本、提高熱導(dǎo)率、降低熱膨脹系數(shù)、增加強(qiáng)度，但是隨著填充量的增多，體系粘度會(huì)急劇增加，材料的流動(dòng)性、滲透性變差，二氧化硅在樹(shù)脂中的分散困難，易出現(xiàn)團(tuán)聚的問(wèn)題。如何進(jìn)一步提高二氧化硅在材料中的填充量，是覆銅板行業(yè)研究的重要課題。

　　在環(huán)氧塑封料行業(yè)，角形二氧化硅填充量一般低于總量的70%（重量比），采用球形二氧化硅后，填充量最高可達(dá)94%；在覆銅板行業(yè)，角形二氧化硅填充量一般低于總量的40%，采用球形二氧化硅后，填充量最高可達(dá)60%。因此盡管球形二氧化硅價(jià)格較高，由于其特有的優(yōu)異性能，球形二氧化硅越來(lái)越被覆銅板行業(yè)所青睞。

     1、國(guó)內(nèi)外球形二氧化硅生產(chǎn)廠家情況

　　火焰法球形二氧化硅生產(chǎn)技術(shù)主要掌握在日本、美國(guó)、韓國(guó)等國(guó)家手中，特別是日本的球形二氧化硅生產(chǎn)技術(shù)一直處于世界領(lǐng)先水平。球形二氧化硅是集成電路封裝以及覆銅板的關(guān)鍵核心原材料，關(guān)乎到國(guó)家的信息和國(guó)防安全。目前我國(guó)能夠生產(chǎn)高純球形二氧化硅、亞微米級(jí)球形二氧化硅的企業(yè)數(shù)量很少，主要分布于江蘇連云港、安徽蚌埠、浙江湖州等地區(qū)。

     2、球形二氧化硅的使用規(guī)格

     2016年發(fā)布的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB/T 32661-2016 球形二氧化硅微粉》對(duì)在覆銅板應(yīng)用的球形二氧化硅檢測(cè)方法、規(guī)格要求進(jìn)行了規(guī)定。日本CCL廠家多選用SiO2純度為99.8％、平均粒徑在0.5 μm~1.0 μm的球形二氧化硅品種，像牌號(hào)SO-C2、SO-C3、SO-25H的產(chǎn)品應(yīng)用較多

  3、球形二氧化硅應(yīng)用技術(shù)

　　覆銅板使用的球形二氧化硅采用氣體燃燒火焰法生產(chǎn)，由于其表面性質(zhì)特殊，在后續(xù)應(yīng)用時(shí)與有機(jī)體系的相容性差，難于均勻分散于有機(jī)體系中，嚴(yán)重影響其應(yīng)用效果，需要對(duì)球形二氧化硅產(chǎn)品進(jìn)行應(yīng)用技術(shù)研究。球形二氧化硅的應(yīng)用技術(shù)主要包括：分散技術(shù)、表面處理技術(shù)和復(fù)配技術(shù)。

　　分散技術(shù)

　　針對(duì)球形二氧化硅粉體表面能大、親水疏油、在有機(jī)體系中極易產(chǎn)生自發(fā)凝并、分散難的問(wèn)題，主要通過(guò)選擇合適的外力場(chǎng)，選擇合適分散設(shè)備進(jìn)行分散。針對(duì)亞微米級(jí)球形二氧化硅，通過(guò)制備球形二氧化硅預(yù)分散溶劑型漿料，可解決覆銅板中超細(xì)球形二氧化硅的分散問(wèn)題。

機(jī)械力分散主要是借助外界剪切力或撞擊力等機(jī)械能使超細(xì)粒子在介質(zhì)中充分分散，具體形式有研磨分散、膠體磨分散、球磨分散、砂磨分散、高速攪拌等。

　　表面處理技術(shù)

　　為了解決球形二氧化硅與有機(jī)樹(shù)脂界面結(jié)合差的問(wèn)題，主要通過(guò)各種類(lèi)型處理劑、處理劑配方和改性工藝的選擇，降低球形二氧化硅表面極性，解決了高極性、高表面能球形二氧化硅與有機(jī)體系的相容難題。

　　復(fù)配技術(shù)

　　基于Dinger-Funk經(jīng)典球形顆粒緊密堆積理論，不同粒徑球形二氧化硅復(fù)配可以獲得最緊密堆積，從而進(jìn)一步提高填料的填充比例。通過(guò)理論計(jì)算模型和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)考察，可獲得兼具高填充量與高流動(dòng)性的球形二氧化硅/樹(shù)脂復(fù)合材料。

　　隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，覆銅板性能要求也不斷地再進(jìn)行改進(jìn)與提高，當(dāng)前覆銅板的技術(shù)發(fā)展包括高耐熱、低應(yīng)力、低膨脹。球形二氧化硅由于填充量高、流動(dòng)性好、熱膨脹系數(shù)小、應(yīng)力小、介電性能優(yōu)異等特點(diǎn)，順應(yīng)了覆銅板技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，球形二氧化硅在覆銅板中的應(yīng)用前景看好。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前環(huán)氧模塑料和覆銅板用球形二氧化硅全球年需求量超過(guò)10萬(wàn)噸，其中覆銅板用球形二氧化硅約占1萬(wàn)噸。隨著國(guó)內(nèi)球形二氧化硅生產(chǎn)技術(shù)水平的不斷提升，產(chǎn)品價(jià)格的進(jìn)一步降低，球形二氧化硅在覆銅板中應(yīng)用有望進(jìn)一步擴(kuò)大，從而帶動(dòng)覆銅板性能和技術(shù)的提升。