石英粉填料在覆铜板中应用的研究

客服主管发布于2016-06-20 11:45:16

来自：安米微纳

2.2石英粉的主要品种及其特性

由于原料、制造工艺的不同，使得二氧化石英粉的品种较多。安米微纳技术团队经过研究认为，当前CCL应用的石英粉主要涉及四类品种：结晶型石英粉、熔融型(无定型)石英粉、球形石英粉、合成石英粉(部分通过化工合成制得的球形石英粉也属合成石英粉)。

石英细粉末包括天然二氧化硅和合成二氧化硅，它又分为结晶态和无定形两类。天然二氧化硅制成的超细石英粉是经过粉碎分级、酸洗提纯、高纯水处理等多道工序加工而成的。

天然二氧化硅矿物中通常包括结晶态的二氧化硅矿物的石英砂、脉石英、粉石英。其中粉石英更有利于制出平均粒径在1μm左右的微细石英粉产品(我国重庆云阳地区等盛产此粉石英矿)。另外在结晶态的二氧化硅矿物中还有一类硅藻土品种。硅藻土的形态是无定形。虽然它也可充当填料，但由于它的孔隙率大(80%一90%)，在半导体用封装树脂、覆铜板生产中很少使用。还有很大部分的无定形二氧化硅是以天然二氧化硅(主要指结晶态二氧化硅)为原料通过熔融加工而获得的，因此，又称这类熔融加工生成的二氧化硅为熔融型二氧化硅。合成二氧化硅产品主要是白炭黑，其形态为无定形。它包括气相白炭黑(气相二氧化硅)、沉淀白炭黑(沉淀二氧化硅)、硅胶、硅溶胶(胶体二氧化硅)等。

熔融型石英粉是用熔融石英加工而成的高纯度、无定形的粉末。它具有线热膨胀系数小、低应力、低放射性含量等优良特性，主要用于大规模及超大规模集成电路用塑封料、环氧浇注料、灌封料。电子级熔融石英粉选用天然石英为原料，经高温熔炼，使之成为高纯度、无定形的透明状熔块，再经粉碎等特种加工而成微细的粉末。由于它通过高温熔融处理，其分子结构排列由有序排列(结晶态)转为无序排列。其熔点为1713℃，α→β结构转换点的温度为573℃。它与结晶型石英粉相比，作为集成电路用塑封料的填料，具有流动性能好、填充量大等突出优点。

在石英粉系列产品中，近年来还兴起一类球形石英粉品种。它作为树脂中填充材料在大规模及超大规模集成电路用塑封料业、高性能覆铜板业中，推广、应用的进程表现得更快。填料颗粒的形状是决定它在填充体系中所起作用的重要因素之一，其形状可用扫描电镜和透射电镜来进行分析。从石英粉产品的颗粒形状不同可以分为角形和球形。在没有特别注明的情况下，上述的结晶型和熔融型的石英粉外形均为角形。球形石英粉具有高的堆积密度和均匀的应力分布，因此可增加在填料中的流动性和降低粘度，比角形石英粉有更大的比表面积。

国外一般球形石英粉产品性能指标可达到：球化(成球)率9l%—99%;比表面积4m2/g-17m2/g(指平均粒径在1.0μm一0.25μm范围内的);非结晶度>97%;可制出平均粒径<0.5μm的产品。表3、表4例举了日本Admatecs公司的球形石英粉主要品种及性能指标。日本CCI厂家多选用的SiO2：纯度为99.8%、平均粒径在0.5μm—1.0μm的球形石英粉品种，以此厂家品种为例，像SO-C2、SO-C3、SO-25H牌号产品应用较多。

对石英粉各品种在覆铜板中的应用特性的研究及文献，目前在国内外均很少。我们可从对石英粉在环氧塑封料(EMC)中的应用研究成果中得到一定的借鉴(尽管CCT业在石英粉的纯度要求、填充量要求等方面有一定差别)。对石英粉应用于环氧塑封料(EMC)，国内有过深入研究的谢广超，曾对EMC常用三种石英粉在应用性能上作了大量的试验，见表

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