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1、集成電路覆銅板用硅微粉簡介
集成電路是指采用半導體制造工藝，把電阻、電容、電感、二極管及晶體管等元件及布線互連在一個電路中，實現元件與電路系統結合的一種微型電子器件或部件。具有體積小、安裝方便、可靠性高、專用性強以及元器件的性能參數比較一致等優點，已被廣泛應用于計算機、通訊電子以及軍事通信等各種領域。
集成電路（來源：網絡）
覆銅板（英文簡稱：CCL）作為集成電路的最主要載體，在集成電路中充當工業基礎材料。覆銅板是以增強材料浸漬不同性能的樹脂，添加不同的填料（比如硅微粉）經干燥后在一面或兩面覆以銅箔，經過熱壓而成的板狀材料。主要由基板、銅箔和覆銅板粘合劑三大部分構成，其中基板是由高分子合成樹脂、增強材料和填料組成的絕緣層壓板。
覆銅板雙面板
覆銅板行業應用的無機填料有很多種，如滑石、氫氧化鋁、氧化鋁、硅微粉等，覆銅板廠家主要根據覆銅板的性能來選擇相應的填料。目前產量較大的FR-4覆銅板主要采用硅微粉作為填料。
覆銅板試樣制備流程
2、覆銅板用硅微粉的種類
硅微粉產品系列比較復雜，應用十分廣泛。目前應用于集成電路覆銅板的硅微粉主要有結晶型硅微粉、熔融型硅微粉、球形硅微粉、復合硅微粉、活性硅微粉等五個品種。
（1）結晶型硅微粉
即精選優質石英礦，經洗礦、破碎、磁選、超細碎、分級等工藝加工而成的石英粉。結晶型硅微粉在覆銅板行業中的應用在國外起步較早，國內硅微粉廠家在2007年前后具備此種粉體的生產能力。使用結晶硅微粉后，覆銅板的的剛度、熱穩定性和吸水率都有較大幅度的改善，隨著覆銅板市場的快速發展，結晶硅微粉的產量和質量都有了較大幅度的提高。
其主要缺點是：對樹脂體系的影響不是最佳的，分散性和耐沉降性不如熔融球形硅微粉、耐沖擊性比不上熔融透明硅微粉，熱膨脹系數很高，且硬度大，加工困難。
（2）熔融硅微粉
即精選具有優質晶體結構的石英原料，經酸浸、水洗、風干、再經高溫熔融、破碎、人工分揀，磁選、超細碎、分級等工藝精制而成的硅微粉。相比結晶型硅微粉，它具有更低的密度（2.2g/cm3），更低的介電常數，更低的熱膨脹系數（0.5×10-6/K），該種粉體主要在高頻覆銅板中作為填料使用。
其主要缺點是：熔融溫度較高，對于企業生產能力要求較高，工藝復雜，生產成本較高，一般產品介電常數過高，影響信號傳遞速度。
（3）復合型硅微粉
又稱低硬度硅微粉。采用數種無機礦物經精確配比熔制成無定型態玻璃體，經破碎、磁選、超細碎、分級等工藝加工而成的硅微粉。此種粉體莫氏硬度在5.5左右，二氧化硅的成份被大大降低，化學成份的改變，可以有效降低硅微粉硬度，減小鉆頭在鉆孔制程中的磨損，減小鉆孔過程中的粉塵污染。
（4）球形硅微粉
球形二氧化硅是通過物理或化學方法生產加工獲得的、顆粒形貌為球形的無定型二氧化硅粉體材料，平均粒度可以從微米級到亞微米、納米級。球形二氧化硅由于其特有的高填充、流動性好、介電性能優異的特點，主要應用在高填充、高可靠的高性能覆銅板中。覆銅板用球形二氧化硅關注的主要指標有：粒徑分布、球形度、純度（電導率、磁性物質和黑點）。
三種類型的二氧化硅主要應用性能對比
球形硅微粉在覆銅板行業的主要應用領域
球形二氧化硅的制備方法有：高頻等離子體法、直流等離子體法、碳極電弧法、氣體燃燒火焰法、高溫熔融噴霧造粒法以及化學合成法等，其中最具有工業化應用前景的制備方法是氣體燃燒火焰法。目前我國能夠生產高純球形二氧化硅、亞微米級球形二氧化硅的企業數量很少，主要分布于江蘇連云港、安徽蚌埠、浙江湖州等地區。
等離子體設備示意圖
火焰熔融法
覆銅板使用的球形二氧化硅采用氣體燃燒火焰法生產，由于其表面性質特殊，在后續應用時與有機體系的相容性差，難于均勻分散于有機體系中，嚴重影響其應用效果，需要對球形二氧化硅產品進行應用技術研究。球形二氧化硅的應用技術主要包括：分散技術、表面處理技術和復配技術。
（5）活性硅微粉
即向硅微粉添加適量偶聯劑，在適當的溫度下改性而成的硅微粉。此種粉添加在樹脂中具有很低的粘度，和樹脂的結合性能強，做成的板材具有很好的抗剝離強度，優異的耐高溫性能，同時還可以改善鉆孔性能。
其主要缺點是：目前覆銅板廠家所采用的樹脂體系不盡相同，硅微粉生產廠商難以做到同一種產品適用所有用戶的樹脂體系，且覆銅板廠由于使用習慣，更愿意自己添加改性劑，因此活性硅微粉在覆銅板行業的推廣使用尚須時日。
3、硅微粉在覆銅板中的應用趨勢
（1）結晶型硅微粉朝著超細方向發展
（2）快速發展的熔融硅微粉
隨著各類先進通信技術的發展，多種高頻設備都已被廣泛應用，其市場每年都以15-20%的速度增長，這必將在一定程度上帶動熔融硅微粉市場的快速發展。
（3）穩定的復合型硅微粉市場
目前國內大多數覆銅板廠家已開始使用復合型硅微粉來代替結晶型硅微粉，并逐步提高使用比例，復合型硅微粉的市場已漸趨飽和。硅微粉廠家在提高產量的同時，也在不斷優化產品指標，為進一步降低鉆頭磨損，開發更低硬度的填料將非常必要。
（4）極具活力的高端球形粉市場
印制電路板基板材料正在朝著薄型化、小型化方向發展，目前許多便攜式電子產品包括電腦、手機、家用電器等都在不斷推進它“輕、薄、小”和多功能的優勢特征，對覆銅板材料也提出了層數更多、厚度更薄的質量要求。
隨著電子產品向集成化、小型化方向的發展，未來覆銅板的比重將明顯提高。在良好的市場環境和現有的科技水平下更要求國內硅微粉生產廠商能夠推出具有高純度、高流動性、低微粒、低膨脹系數的高端球形硅微粉產品，因此未來球形硅微粉在覆銅板行業的應用前景將具有極強的發展活力。
另據統計，目前環氧模塑料和覆銅板用球形二氧化硅全球年需求量超過10萬噸，其中覆銅板用球形二氧化硅約占1萬噸。隨著國內球形二氧化硅生產技術水平的不斷提升，產品價格的進一步降低，球形二氧化硅在覆銅板中應用有望進一步擴大，從而帶動覆銅板性能和技術的提升。
（5）值得期待的活性硅微粉市場
采用活性硅微粉作填料可以使覆銅板的一些性能得到明顯改善，目前市場上已經有硅微粉廠家在推出活性硅微粉產品，但使用效果較差。國外通常用十幾種偶聯劑對硅微粉進行改性，國內往往只用幾種，且粉體易產生團聚，改性劑對粉體包裹分布不均勻，很難達到理想的改性效果。若想在覆銅板領域大量推廣使用活性粉，硅微粉廠家任重道遠。
資料來源：
徐建棟，黃運雷，硅微粉填料在覆銅板中應用的展望
薛曉鵬，礦物原料制備集成電路覆銅板用復合硅微粉的試驗研究
曹家凱，球形二氧化硅及其在覆銅板中的應用
柴頌剛，劉潛發，曾耀德，等，球形二氧化硅在覆銅板中的應用
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