球形硅微粉的研究进展
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2014-04-14
硅微粉(SiO2)是一种无味、无毒、无污染的无机非金属材料。由于其具备高耐温、高绝缘、高介电、高填充量、导热系数低、热膨胀系数低、化学性能稳定、硬度大、耐腐蚀等优越性能而具有广阔的发展前景。硅微粉主要用于大规模集成电路封装,在航空、航天、涂料、油漆、粘结剂、催化剂、医药、精密铸造、高档陶瓷、高压元器件及日用化妆品等高新技术领域也有应用。
近年来,随着微电子技术的迅猛发展,人们对微电子元件的质量要求越来越高, 这使得硅微粉的质量要求亦越来越高。因为全球集成电路(IC)封装材料的97%采用环氧塑封料(EMC),而在EMC 的组成中,除主料酚醛环氧树脂外,用量最多的就是填料硅微粉,硅微粉填料占环氧模塑料重量比达70-90%。除了要求硅微粉超细、高纯度、低放射性元素外,还特别要求其颗粒球形化。
这是因为:(1)球的表面流动性好,与树脂搅拌成膜均匀,使得树脂的添加量小,硅微粉的填充量达到最高,因此球形化意味着硅微粉填充率的增加,而硅微粉的填充率越高,其热膨胀系数就越小,导热系数也越低,也就越接近单晶硅的热膨胀系数,由此生产的电子元器件的使用性能也越好;(2)与角形硅微粉制成的塑封料相比,球形的塑封料应力集中最小、强度最高,当角形粉的塑封料应力集中为1 时,球形粉的应力仅为0.6。由此制成的微电子器件成品率高,便于运输、安装,并且在使用过程中不易产生机械损伤;(3)相比于角形硅微粉,球形粉摩擦系数小,对模具的磨损小,使得模具的使用寿命可提高一倍。
目前,我国所需求的高质量球形硅微粉大部分还依赖进口,如何制备高纯、超细的球形硅微粉已成为国内粉体研究的热点。