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熔融硅微粉純度高,介電常數(shù)、介質(zhì)損耗和線性膨脹系數(shù)較低,在電子產(chǎn)品的信號(hào)傳輸速度、傳輸質(zhì)量和可靠性等方面優(yōu)于結(jié)晶硅微粉,可應(yīng)用于智能手機(jī)、汽車、網(wǎng)絡(luò)通訊及產(chǎn)業(yè)設(shè)備等所使用的覆銅板中;空調(diào)、洗衣機(jī)、冰箱、充電樁、光伏組件等集成電路封裝所使用的環(huán)氧塑封料中;以及膠粘劑、涂料、陶瓷、包封料等領(lǐng)域。
另一個(gè)球形硅微粉是以精選的角形硅微粉作為原料,通過火焰熔融法加工成球形的二氧化硅粉體材料,具有比表面積小、活動(dòng)性好和應(yīng)力低等優(yōu)良特性。
比擬角形硅微粉,球形硅微粉表面活動(dòng)性好,填充率高于角形硅微粉,能夠明顯降低覆銅板和環(huán)氧塑封料的線性膨脹系數(shù),進(jìn)步電子產(chǎn)品的可靠性,同時(shí)球形硅微粉可以減少相關(guān)產(chǎn)品制造時(shí)對(duì)設(shè)備和模具的磨損,可應(yīng)用于航空航天、雷達(dá)、計(jì)算機(jī)、5G通訊等用覆銅板中;智能手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、平板顯示、處理器、交換機(jī)等大規(guī)模集成電路封裝用環(huán)氧塑封料中;以及涂料、特種陶瓷、精細(xì)化工等領(lǐng)域。
球形硅微粉主要用于大規(guī)模集成電路封裝,在航空、航天、精細(xì)化工、可擦寫光盤、大面積電子基板、特種陶瓷及日用化妝品等高新技術(shù)領(lǐng)域也有應(yīng)用,它在環(huán)氧樹脂體系中作為填料后,可節(jié)約大量的環(huán)氧樹脂。
球形粉的主要用途及性能
為什么要球形化?首先,球的表面流動(dòng)性好,與樹脂攪拌成膜均勻,樹脂添加量小,并且流動(dòng)性好,粉的填充量可達(dá)到高,重量比可達(dá)90.5%,因此,球形化意味著硅微粉填充率的增加,硅微粉的填充率越高,其熱膨脹系數(shù)就越小,導(dǎo)熱系數(shù)也越低,就越接近單晶硅的熱膨脹系數(shù),由此生產(chǎn)的電子元器件的使用性能也越好。其次,球形化制成的塑封料應(yīng)力集中小,強(qiáng)度高,當(dāng)角形粉的塑封料應(yīng)力集中為1時(shí),球形粉的應(yīng)力僅為0.6,因此,球形粉塑封料封裝集成電路芯片時(shí),成品率高,并且運(yùn)輸、安裝、使用過程中不易產(chǎn)生機(jī)械損傷。其三,球形粉摩擦系數(shù)小,對(duì)模具的磨損小,使模具的使用壽命長,與角形粉的相比,可以提高模具的使用壽命達(dá)一倍,塑封料的封裝模具價(jià)格很高,有的還需要進(jìn)口,這一點(diǎn)對(duì)封裝廠降低成本,提高經(jīng)濟(jì)效益也很重要。
一般集成電路都是用光刻的方法將電路集中刻制在單晶硅片上,然后接好連接引線和管角,再用環(huán)氧塑封料封裝而成。塑封料的熱膨脹率與單晶硅的越接近,集成電路的工作熱穩(wěn)定性就越好。單晶硅的熔點(diǎn)為1415℃,膨脹系數(shù)為3.5PPM,熔融石英粉的為(0.3~0.5)PPM,環(huán)氧樹脂的為(30~50)PPM,當(dāng)熔融球形石英粉以高比例加入環(huán)氧樹脂中制成塑封料時(shí),其熱膨脹系數(shù)可調(diào)到8PPM左右,加得越多就越接近單晶硅片的,也就越好。而結(jié)晶粉俗稱生粉的熱膨脹系數(shù)為60PPM,結(jié)晶石英的熔點(diǎn)為1996℃,不能取代熔融石英粉(即熔融硅微粉),所以中集成電路中不用球形粉時(shí),也要用熔融的角形硅微粉。這也是球形粉想用結(jié)晶粉為近球形不能成功的原因所在。效果不行,走不通;10年前,包括現(xiàn)在我國還有人走這條路,從以上理論證明此種方法是不行的。即塑封料粉不能用結(jié)晶粉取代。