中國粉體網訊 近年來，大規模集成電路的應用促進了我國微電子工業的迅速發展，電子行業集成電路對硅微粉等封裝材料提出了近乎嚴苛的要求。
然而，傳統工藝生產的硅微粉是用硅微粉原料經研磨得到的，外形無規則且多呈菱形角狀。這種硅微粉在用于集成電路封裝時黏度大，填充率低（70％左右），生產的產品會有飛邊等瑕疵，限制了其在大規模及超大規模集成電路中的應用。
球形硅微粉是指白色球形顆粒，主要成分為二氧化硅的無定形石英粉體材料，粒度小至亞微米或納米級別。硅微粉球形化越好，其填充率越高，熱膨脹系數就越小，當膨脹系數越接近單晶硅時，生產的電子元器件的使用性能越好。
硅微粉表面流動性能優良，能與樹脂充分攪拌后形成均勻的膜。作為填料，改性球形硅微粉能極大地提高其電子制品的剛性、耐磨性、耐候性、抗沖擊抗壓性、電氣性能和抗紫外線輻射的特性，因此在集成電路用覆銅板中得到廣泛應用。
研究進展
李培錕等，以硅酸鈉、硫酸、氨水等為主要原料，PEG-2000為表面活性劑，乙酸乙酯為沉淀劑，成功制備了球形硅微粉。單因素實驗得到的最佳實驗條件為：硅酸鈉濃度為0.5mol/L，乙酸乙酯添加量為8.0%，反應溫度為70℃。
球形硅微粉的制備流程
該條件下制得的球形硅微粉為無定形二氧化硅，其團聚最小，顆粒表面光滑，球化率較高。
楊珂珂等，以聚四氟乙烯樹脂為基料，使用單一改性劑3-苯胺基丙基三甲氧基硅烷（KBM-573），對覆銅板用硅微粉進行表面改性。最佳實驗條件為：向球形硅微粉與純水-乙醇混合液中加入質量分數為0.5%的KBM－573，在80℃的恒溫水浴中高速攪拌反應1h”。
該條件下球形硅微粉吸油值明顯減小，表面羥基數大幅減少，硅烷偶聯劑分子成功地以化學鍵的形式接枝在球形硅微粉表面; 改性后球形硅微粉團聚現象減少，分散性得到顯著改善; KBM-573改性球形硅微粉與KH550改性同類產品相比，具有更好的耐熱性及應用性能。
徐正國等，以雙端羥基聚苯醚為基料，使用單一改性劑乙烯基三甲氧基硅烷對覆銅板用硅微粉進行表面改性，合成了一種硅烷封端改性的聚苯醚樹脂。該覆銅板表現出了較好的耐熱性能、耐濕熱性能、較低的介電損耗和良好的可靠性。因此，硅烷改性聚苯醚作為一種新的聚苯醚改性方向，在中高頻覆銅板中具有很好的應用前景。
孫小耀等，以環氧樹脂為基料，使用單一改性劑γ-（2,3-環氧丙氧基）丙基三甲氧基硅烷（Z-6040），對覆銅板用硅微粉進行表面改性。得到改性效果好的表面處理亞微米硅微粉，工藝簡單、經濟環保、成本低、產品改性效果好、顆粒分散好，使用方便，可廣泛用于CCL、涂料、膠黏劑等領域。
小結
球形硅微粉因性能優越，在大規模集成電路領域極具應用價值。盡管傳統工藝產品存在局限，但科研人員已在制備與改性上取得顯著進展，提升了其性能。隨著研究深入，制備與改性工藝有望持續優化，球化率和產品性能將進一步提升，推動其在更多領域釋放更大價值，助力相關產業邁向新高度。
參考來源：
李培錕等.超細球形硅微粉的制備與性能表征
錢晨光等.硅微粉表面改性及其應用研究進展
楊珂珂等.耐熱表面改性球形硅微粉的制備及其性能
孫小耀等.一種亞微米硅微粉表面改性的方法
(中國粉體網編輯整理/九思)
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