從覆銅板行業(yè)角度，分析填料的技術關注點及發(fā)展趨勢！

　　基于填料在覆銅板中的組成情況、功能、使用范圍和用量，可以認為填料目前已逐步成為覆銅板的除樹脂、銅箔、玻纖布以外的第四大主材料。

01　覆銅板填料的應用特點

　　目前覆銅板填料使用主要呈現以下特點：

     （1）已使用填料的覆銅板種類覆蓋面廣

　　包括普通FR-4、中Tg、高Tg、無鹵、高頻、高速、IC載板、散熱基板、白色覆銅板等。

　　在普通的FR-4中使用填料，可改善尺寸穩(wěn)定性和耐熱性，降低成本；

　　在中高Tg的產品中使用填料，可降低CTE，提高耐熱性；

　　在無鹵覆銅板中使用填料，主要是彌補了樹脂阻燃性不足的問題，改善尺寸穩(wěn)定性；

　　在高頻高速覆銅板中使用低Dk的填料，可改善高頻信號傳輸能力，改善大容量數據傳輸能；

　　在IC載板中使用填料，可改善覆銅板的CTE和剛性；

　　在散熱基板中使用高導熱的填料，可改善基板散熱能力，使覆銅板可以更好地勝任大電流、高發(fā)熱的PCB應用；

　　在白色覆銅板中使用氧化鋁，可導熱，改善阻燃性和增白；使用TiO2可以提高白色度，有利于提高光反色率。

    （2）填料種類多

　　包括硅微粉（結晶硅微粉、熔融硅微粉、復合硅微粉、球形硅微粉等）、氫氧化鋁、滑石粉、云母粉、勃姆石、氧化鋁、球形氧化鋁等，但用得最多的是硅微粉和氫氧化鋁。

02　覆銅板業(yè)界對填料研究的技術關注點

    （1）相似填料對覆銅板性能的影響

　　針對不同類型硅微粉對覆銅板耐熱性影響進行研究，得出“不同類型的硅微粉，其外觀形態(tài)的差異，使得硅微粉與環(huán)氧樹脂的結合力存在差異。球形硅微粉因其本身特性，可以改善與環(huán)氧樹脂的相容性，提高兩者的結合力，相對于其他兩種類型的硅微粉，能夠較好地改善覆銅板的耐熱性”。

　　針對硅微粉對覆銅板制造工藝及性能的影響進行研究，得出各種硅微粉均會降低樹脂體系反應活性和流動性，對膠液粘度的影響則與樹脂粘度相關，對于板材剛性、耐濕熱型、Z-CTE和韌性均有改善，對于粘結性能有不利影響，介電性能則與硅微粉用量和種類有關，并認為球形硅微粉性能表現最優(yōu)。

    （2）填料分散技術

　　包括了分散設備、填料形態(tài)、表面處理等方面的研究。對無機填料分散技術進行了研究，包括選擇合適的填料粒徑，選用球磨機、砂磨機、高速剪切分散機等設備進行分散，包括介紹了填料漿料的應用。當然也提到了對填料進行表面改性。

　　對納米填料的分散設備進行了介紹，包括砂磨機、輥磨機、高壓均質分散機等，納米粒子的界面問題和團聚問題的解決需要進一步研究。

    （3）填料表面處理技術

　　這是無機填料使用在覆銅板中的熱門技術話題，研究方向主要是表面處理劑、處理工藝、處理設備、效果表征等方面。

     2001年左右日立化成在封裝基板材料制造中，開發(fā)出界面控制體系（Filler Interphase Control System，簡稱FICS）工藝技術，實際就是填料的表面偶聯化處理。

　　對填料的分散和表面處理進行了深入研究，經過硅烷偶聯劑處理的填料使用TEM測試顯示表面有一層有機層，使用后可以降低粘度和改善分散性。還使用高分子聚合物包覆硅微粉，改善了板材的力學性能。

　　使用處理劑復配技術來改善填料分散穩(wěn)定性，使用長鏈大分子處理劑的空間位阻效應來減少顆粒團聚，采用特殊結構的處理劑來獲得耐熱性、改善吸潮性等。

▲未經過表面處理和經過表面處理的填料在樹脂中填充固化后的界面情況

　　對干法改性和濕法改性進行了對比研究，并用沉降實驗、水-苯體系、紅外光譜分析等手段來表征表面處理效果，測出濕法改性效果最佳，但是綜合考量后推薦干法改性，并在鋁基覆銅板使用的填料上面進行了驗證。

03　覆銅板用填料未來趨勢展望

　　基于高頻通訊、高速傳輸、汽車電子、LED、IC封裝載板、小型化等方面電子工業(yè)基本需求和業(yè)界目前的關注熱點，筆者認為未來覆銅板用填料的趨勢將會重點體現在下述方面：

   （1）功能化。Low Dk，Low Df，高導熱、阻燃等。

   （2）高填充。高填充意味著無機填料特性更好的發(fā)揮，包括低CTE、低介電、高導熱等。

   （3）顆粒設計。界面和團聚問題要求表面處理技術不斷進步；球形化產品是高端應用的選擇。

   （4）粒度分布設計。因應薄型化而需要不斷減小粒徑，但又要防止分散困難。

   （5）雜質控制。超薄、高可靠、高導熱基板期望填料的雜質含量盡可能低。