一文了解球形二氧化硅在覆銅板中的應用

　　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、提高熱導率、降低熱膨脹系數(shù)、增加強度，但是隨著填充量的增多，體系粘度會急劇增加，材料的流動性、滲透性變差，二氧化硅在樹脂中的分散困難，易出現(xiàn)團聚的問題。如何進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60%。因此盡管球形二氧化硅價格較高，由于其特有的優(yōu)異性能，球形二氧化硅越來越被覆銅板行業(yè)所青睞。

     1、國內外球形二氧化硅生產廠家情況

　　火焰法球形二氧化硅生產技術主要掌握在日本、美國、韓國等國家手中，特別是日本的球形二氧化硅生產技術一直處于世界領先水平。球形二氧化硅是集成電路封裝以及覆銅板的關鍵核心原材料，關乎到國家的信息和國防安全。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(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)布的國家標準《GB/T 32661-2016 球形二氧化硅微粉》對在覆銅板應用的球形二氧化硅檢測方法、規(guī)格要求進行了規(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SO-C2、SO-C3、SO-25H的產品應用較多

  3、球形二氧化硅應用技術

　　覆銅板使用的球形二氧化硅采用氣體燃燒火焰法生產，由于其表面性質特殊，在后續(xù)應用時與有機體系的相容性差，難于均勻分散于有機體系中，嚴重影響其應用效果，需要對球形二氧化硅產品進行應用技術研究。球形二氧化硅的應用技術主要包括：分散技術、表面處理技術和復配技術。

　　分散技術

　　針對球形二氧化硅粉體表面能大、親水疏油、在有機體系中極易產生自發(fā)凝并、分散難的問題，主要通過選擇合適的外力場，選擇合適分散設備進行分散。針對亞微米級球形二氧化硅，通過制備球形二氧化硅預分散溶劑型漿料，可解決覆銅板中超細球形二氧化硅的分散問題。

機械力分散主要是借助外界剪切力或撞擊力等機械能使超細粒子在介質中充分分散，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

　　為了解決球形二氧化硅與有機樹脂界面結合差的問題，主要通過各種類型處理劑、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體系的相容難題。

　　復配技術

　　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配可以獲得最緊密堆積，從而進一步提高填料的填充比例。通過理論計算模型和實驗設計考察，可獲得兼具高填充量與高流動性的球形二氧化硅/樹脂復合材料。

　　隨著大規(guī)模集成電路技術的發(fā)展，覆銅板性能要求也不斷地再進行改進與提高，當前覆銅板的技術發(fā)展包括高耐熱、低應力、低膨脹。球形二氧化硅由于填充量高、流動性好、熱膨脹系數(shù)小、應力小、介電性能優(yōu)異等特點，順應了覆銅板技術發(fā)展趨勢，球形二氧化硅在覆銅板中的應用前景看好。據(jù)統(tǒng)計，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10萬噸，其中覆銅板用球形二氧化硅約占1萬噸。隨著國內球形二氧化硅生產技術水平的不斷提升，產品價格的進一步降低，球形二氧化硅在覆銅板中應用有望進一步擴大，從而帶動覆銅板性能和技術的提升。