硅微粉由于具有耐酸堿腐蝕、耐高溫、線性膨脹系數(shù)低、熱傳導(dǎo)率高等優(yōu)點,被廣泛應(yīng)用至覆銅板、環(huán)氧塑封料等領(lǐng)域以改善相關(guān)產(chǎn)品的性能。
1、覆銅板
在覆銅板中加入硅微粉可以改善印刷電路板的線性膨脹系數(shù)和熱傳導(dǎo)率等物理特性,從而有效提高電子產(chǎn)品的可靠性和散熱性。
目前應(yīng)用于覆銅板的硅微粉主要有結(jié)晶型硅微粉、熔融型(無定型)硅微粉、球形硅微粉、復(fù)合硅微粉、活性硅微粉等五個品種。
球形硅微粉由于其特有的高填充、流動性好、介電性能優(yōu)異的特點,主要應(yīng)用在高填充、高可靠的高性能覆銅板中。覆銅板用球形硅微粉關(guān)注的主要指標(biāo)有:粒徑分布、球形度、純度(電導(dǎo)率、磁性物質(zhì)和黑點)。目前球形硅微粉主要被用在剛性覆銅板上,占覆銅板的混澆比例一般為20%~30%;撓性覆銅板與紙基覆銅板的使用量相對較小。
2、環(huán)氧塑封料
硅微粉填充到環(huán)氧塑封料中可顯著提高環(huán)氧樹脂硬度,增大導(dǎo)熱系數(shù),降低環(huán)氧樹脂固化物反應(yīng)的放熱峰值溫度,降低線性膨脹系數(shù)與固化收縮率,減小內(nèi)應(yīng)力,提高環(huán)氧塑封料的機械強度,減少環(huán)氧塑封料的開裂現(xiàn)象從而有效防止外部有害氣體,水分及塵埃進(jìn)入電子元器件或集成電路,減緩震動,防止外力損傷和穩(wěn)定元器件參數(shù)。
常見的環(huán)氧塑封料的主要組成為填充料60-90%,環(huán)氧樹脂18%以下,固化劑9%以下,添加劑3%左右?,F(xiàn)用的無機填料基本上都是硅微粉,其含量最高達(dá)90.5%。環(huán)氧塑封料用硅微粉主要關(guān)注以下幾個指標(biāo):
(1)純度。高純度是電子產(chǎn)品對材料最基本的要求,在超大規(guī)模集成電路中要求更加嚴(yán)格,除了常規(guī)雜質(zhì)元素含量要求低外,還要求放射性元素含量盡量低或沒有。隨著制程的進(jìn)步,電子行業(yè)對硅微粉純度的要求也越來越高。
?。?)粒度及均勻程度。超大規(guī)模集成電路封裝材料要求硅微粉粒度細(xì)、分布范圍窄、均勻性好。美國用于環(huán)氧塑封料的硅微粉粒度一般為1-3μm,日本平均粒徑一般為3-8μm。由于粒度更小的硅微粉導(dǎo)熱性更好,隨著技術(shù)的進(jìn)步,1µm及以下粒度的硅微粉開始越來越多的被使用。
?。?)球化率。高球化率是保證填充料高流動性、高分散性的前提,球化率高、球形度好的硅微粉流動性和分散性能更好,在環(huán)氧塑封料中能得到更充分的分散進(jìn)而保證最佳的填充效果。目前國際主流的EMC用硅微粉球化率一般在98%以上。
3、電工絕緣材料
硅微粉用作電工絕緣產(chǎn)品環(huán)氧樹脂絕緣封填料,能夠有效降低固化物的線性膨脹系數(shù)和固化過程中的收縮率,減小內(nèi)應(yīng)力,提高絕緣材料的機械強度,從而有效改善和提高絕緣材料的機械性能和電學(xué)性能。
因此,該領(lǐng)域客戶對硅微粉的功能需求更多的體現(xiàn)在低線性膨脹系數(shù)、高絕緣性以及高機械強度等方面,而對其介電性能和導(dǎo)熱性的需求程度較低。電工絕緣料領(lǐng)域通常根據(jù)電工絕緣制品特點及其生產(chǎn)工藝的要求選用平均粒徑為5微米-25微米之間的單一規(guī)格硅微粉產(chǎn)品,并對產(chǎn)品白度、粒度分布等有較高要求。
4、膠粘劑
硅微粉作為無機功能性填充材料,填充在膠粘劑樹脂中可有效降低固化物的線性膨脹系數(shù)和固化時的收縮率,提高膠粘劑機械強度,改善耐熱性、扛滲透性和散熱性能,從而提高粘結(jié)和密封效果。
硅微粉粒度分布會影響膠粘劑的粘度和沉降性,從而影響膠粘劑使用的工藝性和固化后的線性膨脹系數(shù),因此膠粘劑領(lǐng)域關(guān)注硅微粉在降低線 性膨脹系數(shù)和提高機械強度方面的功能,對硅微粉外觀、粒度分布要求較高,并且通常采用平均粒徑為0.1微米-30微米之間的不同粒度產(chǎn)品進(jìn)行復(fù)配使用。
資料來源:海通國際

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