1、集成電路覆銅板用硅微粉簡介

集成電路是指采用半導體制造工藝，把電阻、電容、電感、二極管及晶體管等元件及布線互連在一個電路中，實現元件與電路系統結合的一種微型電子器件或部件。具有體積小、安裝方便、可靠性高、專用性強以及元器件的性能參數比較一致等優點，已被普遍應用于計算機、通訊電子以及通信等各種領域。
覆銅板(ban)(ban)（英文簡稱：CCL）作為集成(cheng)(cheng)電路的主要(yao)(yao)載體(ti)，在集成(cheng)(cheng)電路中充(chong)當(dang)工業基(ji)(ji)礎材料(liao)(liao)。覆銅板(ban)(ban)是以增強材料(liao)(liao)浸漬不同性能的樹(shu)脂(zhi)，添加不同的填料(liao)(liao)（比(bi)如硅微粉）經干燥(zao)后在一面或兩面覆以銅箔，經過熱壓而成(cheng)(cheng)的板(ban)(ban)狀(zhuang)材料(liao)(liao)。主要(yao)(yao)由(you)基(ji)(ji)板(ban)(ban)、銅箔和覆銅板(ban)(ban)粘合劑三(san)大部分(fen)構成(cheng)(cheng)，其中基(ji)(ji)板(ban)(ban)是由(you)高分(fen)子合成(cheng)(cheng)樹(shu)脂(zhi)、增強材料(liao)(liao)和填料(liao)(liao)組成(cheng)(cheng)的絕(jue)緣層壓板(ban)(ban)。

覆銅(tong)板行業(ye)應用的(de)(de)無(wu)機填料有很多種(zhong)，如滑石、氫氧(yang)化(hua)鋁、氧(yang)化(hua)鋁、硅微粉等，覆銅(tong)板廠家(jia)主要(yao)(yao)根(gen)據覆銅(tong)板的(de)(de)性能(neng)來選擇相(xiang)應的(de)(de)填料。目前產量較(jiao)大的(de)(de)FR-4覆銅(tong)板主要(yao)(yao)采用硅微粉作為(wei)填料。

2、覆銅(tong)板用硅微粉的種類

硅微粉產品系列比較復雜，應用十分普遍。目前應用于集成電路覆銅板的硅微粉主要有結晶型硅微粉、熔融型硅微粉、球形硅微粉、復合硅微粉、活性硅微粉等五個品種。

（1）結晶型硅微粉
即精選優選石英礦，經洗礦、破碎、磁選、超細碎、分級等工藝加工而成的石英粉。結晶型硅微粉在覆銅板行業中的應用在國外起步較早，國內硅微粉廠家在2007年前后具備此種粉體的生產能力。使用結晶硅微粉后，覆銅板的的剛度、熱穩定性和吸水率都有較大幅度的改善，隨著覆銅板市場的快速發展，結晶硅微粉的產量和質量都有了較大幅度的提高。
其主要缺點是：對樹脂體系的影響不是的，分散性和耐沉降性不如熔融球形硅微粉、耐沖擊性比不上熔融透明硅微粉，熱膨脹系數很高，且硬度大，加工困難。

（2）熔融硅微粉
即精選具有優選晶體結構的石英原料，經酸浸、水洗、風干、再經高溫熔融、破碎、人工分揀，磁選、超細碎、分級等工藝精制而成的硅微粉。相比結晶型硅微粉，它具有更低的密度（2.2g/cm3），更低的介電常數，更低的熱膨脹系數（0.5×10-6/K），該種粉體主要在高頻覆銅板中作為填料使用。
其主要缺點是：熔融溫度較高，對于企業生產能力要求較高，工藝復雜，生產成本較高，一般產品介電常數過高，影響信號傳遞速度。

（3）復合型硅微粉
又稱低硬度硅微粉。采用數種無機礦物經精確配比熔制成無定型態玻璃體，經破碎、磁選、超細碎、分級等工藝加工而成的硅微粉。此種粉體莫氏硬度在5.5左右，二氧化硅的成份被降低，化學成份的改變，可以有效降低硅微粉硬度，減小鉆頭在鉆孔制程中的磨損，減小鉆孔過程中的粉塵污染。

（4）球形硅微粉
球(qiu)形二氧(yang)化(hua)(hua)硅(gui)是(shi)通過(guo)物(wu)理或化(hua)(hua)學方(fang)法(fa)生產(chan)加工獲(huo)得的(de)(de)、顆(ke)粒(li)形貌(mao)為(wei)球(qiu)形的(de)(de)無定型二氧(yang)化(hua)(hua)硅(gui)粉體(ti)材料，平均(jun)粒(li)度可以從(cong)微米(mi)級到(dao)亞微米(mi)、納米(mi)級。球(qiu)形二氧(yang)化(hua)(hua)硅(gui)由于其特(te)有的(de)(de)高填(tian)充(chong)、流動性好(hao)、介(jie)電(dian)性能優異的(de)(de)特(te)點，主(zhu)要應用在高填(tian)充(chong)、高可靠(kao)的(de)(de)高性能覆銅(tong)(tong)板中。覆銅(tong)(tong)板用球(qiu)形二氧(yang)化(hua)(hua)硅(gui)關注的(de)(de)主(zhu)要指標(biao)有：粒(li)徑分布、球(qiu)形度、純度（電(dian)導率(lv)、磁性物(wu)質和黑點）。

球形二氧化硅的制備方法有：高頻等離子體法、直流等離子體法、碳極電弧法、氣體燃燒火焰法、高溫熔融噴霧造粒法以及化學合成法等，其中有工業化應用前景的制備方法是氣體燃燒火焰法。目前我國能夠生產高純球形二氧化硅、亞微米級球形二氧化硅的企業數量很少，主要分布于江蘇連云港、安徽蚌埠、浙江湖州等地區。

等離(li)子體設備示意(yi)圖

火焰熔融法

 覆銅板使用(yong)(yong)的球形(xing)(xing)二(er)(er)氧化硅(gui)(gui)采用(yong)(yong)氣體燃燒火焰法(fa)生產，由于其表面性質特(te)殊，在后續應(ying)用(yong)(yong)時與有機(ji)體系(xi)的相容(rong)性差，難于均勻分(fen)散(san)于有機(ji)體系(xi)中，嚴(yan)重(zhong)影(ying)響其應(ying)用(yong)(yong)效(xiao)果，需要(yao)對球形(xing)(xing)二(er)(er)氧化硅(gui)(gui)產品進行(xing)應(ying)用(yong)(yong)技(ji)術(shu)研(yan)究。球形(xing)(xing)二(er)(er)氧化硅(gui)(gui)的應(ying)用(yong)(yong)技(ji)術(shu)主要(yao)包括：分(fen)散(san)技(ji)術(shu)、表面處(chu)理技(ji)術(shu)和復配技(ji)術(shu)。

（5）活(huo)性硅微(wei)粉

即向硅微粉添加適(shi)量(liang)偶聯劑(ji)，在適(shi)當的(de)(de)(de)溫度(du)下改性(xing)而成的(de)(de)(de)硅微粉。此種粉添加在樹(shu)脂中具(ju)有很低的(de)(de)(de)粘度(du)，和樹(shu)脂的(de)(de)(de)結合性(xing)能(neng)(neng)強，做成的(de)(de)(de)板材具(ju)有很好的(de)(de)(de)抗剝離強度(du)，優異(yi)的(de)(de)(de)耐高(gao)溫性(xing)能(neng)(neng)，同(tong)時(shi)還(huan)可以改善鉆孔性(xing)能(neng)(neng)。

其主要缺點是：目前覆銅板廠家所采用的樹脂體系不盡相同，硅微粉生產廠商難以做到同一種產品適用所有用戶的樹脂體系，且覆銅板廠由于使用習慣，更愿意自己添加改性劑，因此活性硅微粉在覆銅板行業的推廣使用尚須時日。

3、快速發展的(de)熔(rong)融硅(gui)微粉

隨著各類先進通信技術的發(fa)展，多種高頻設備(bei)都已(yi)被(bei)普遍應用，其市(shi)場(chang)每年都以15-20%的速度(du)增長，這(zhe)必將在一(yi)定程度(du)上帶(dai)動(dong)熔融硅微粉(fen)市(shi)場(chang)的快速發(fa)展。

極具活力的球形粉市場

印(yin)制電路板(ban)(ban)基板(ban)(ban)材(cai)料(liao)正在朝著薄型化、小(xiao)型化方向(xiang)發展，目前許多便(bian)攜式電子(zi)產品包括電腦、手機、家用電器(qi)等(deng)都在不斷推進它“輕、薄、小(xiao)”和(he)多功能(neng)的優勢特征，對覆銅板(ban)(ban)材(cai)料(liao)也提出了層數更多、厚度更薄的質(zhi)量要求。

隨著電子產品向集成化、小型化方向的發展，未來覆銅板的比重將明顯提高。在良好的市場環境和現有的科技水平下更要求國內硅微粉生產廠商能夠推出具有高純度、高流動性、低微粒、低膨脹系數的球形硅微粉產品，因此未來球形硅微粉在覆銅板行業的應用前景將具有極強的發展活力。
另據統(tong)計，目前(qian)環氧(yang)模塑料和(he)覆(fu)銅板(ban)用(yong)球(qiu)形(xing)二(er)(er)氧(yang)化硅(gui)(gui)全(quan)球(qiu)年需求(qiu)量超過10萬(wan)噸(dun)，其中覆(fu)銅板(ban)用(yong)球(qiu)形(xing)二(er)(er)氧(yang)化硅(gui)(gui)約占(zhan)1萬(wan)噸(dun)。隨(sui)著國(guo)內球(qiu)形(xing)二(er)(er)氧(yang)化硅(gui)(gui)生產技術水(shui)平的不(bu)斷提(ti)升(sheng)，產品價格的進一步降低(di)，球(qiu)形(xing)二(er)(er)氧(yang)化硅(gui)(gui)在覆(fu)銅板(ban)中應用(yong)有(you)望(wang)進一步擴大，從而帶動覆(fu)銅板(ban)性能和(he)技術的提(ti)升(sheng)。

值得期待(dai)的活性硅(gui)微粉市(shi)場

采用(yong)活性(xing)(xing)(xing)(xing)硅微(wei)(wei)粉作填料可以使覆銅(tong)板的一些性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)得到明顯改(gai)(gai)善，目(mu)前市場(chang)上已經(jing)有硅微(wei)(wei)粉廠家在(zai)推出活性(xing)(xing)(xing)(xing)硅微(wei)(wei)粉產品，但使用(yong)效果(guo)較差。國外通常用(yong)十幾(ji)種(zhong)偶聯劑(ji)對(dui)(dui)硅微(wei)(wei)粉進(jin)行改(gai)(gai)性(xing)(xing)(xing)(xing)，國內往(wang)往(wang)只用(yong)幾(ji)種(zhong)，且粉體(ti)(ti)易產生團聚，改(gai)(gai)性(xing)(xing)(xing)(xing)劑(ji)對(dui)(dui)粉體(ti)(ti)包裹(guo)分布不均勻，很難(nan)達到理想的改(gai)(gai)性(xing)(xing)(xing)(xing)效果(guo)。若想在(zai)覆銅(tong)板領(ling)域大量推廣(guang)使用(yong)活性(xing)(xing)(xing)(xing)粉，硅微(wei)(wei)粉廠家任重道(dao)遠(yuan)。