一文了解覆銅板用硅微粉的分類及特點(diǎn)

文章來(lái)源：http://www.dyqzzz.cn 發(fā)布時(shí)間：2020-08-05 瀏覽次數(shù)：144

覆銅板行業(yè)應(yīng)用的無(wú)機(jī)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(jù)覆銅板的性能來(lái)選擇相應(yīng)的填料。

隨著硅微粉表面處理?xiàng)l件的改進(jìn),改善了它與樹脂體系的相容性,所以硅微粉作為一種填料應(yīng)用到覆銅板中,不但可降低成本,還能改進(jìn)覆銅板的某些性能(如熱膨脹系數(shù)、彎曲強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性等),是真正的功能性填料,因此,市場(chǎng)上產(chǎn)量最大的FR-4覆銅板主要采用硅微粉作為填料。

目前,覆銅板用硅微粉主要分為以下幾類:

1、結(jié)晶型硅微粉

即精選優(yōu)質(zhì)石英礦,經(jīng)洗礦、破碎、磁選、超細(xì)碎、分級(jí)等工藝加工而成的石英粉。使用結(jié)晶硅微粉后,覆銅板的的剛度、熱穩(wěn)定性和吸水率都有較大幅度的改善,隨著覆銅板市場(chǎng)的快速發(fā)展,結(jié)晶硅微粉的產(chǎn)量和質(zhì)量都有了較大幅度的提高。

2、熔融硅微粉

即精選具有優(yōu)質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)的石英原料,經(jīng)酸浸、水洗、風(fēng)干、再經(jīng)高溫熔融、破碎、人工分揀,磁選、超細(xì)碎、分級(jí)等工藝精制而成的硅微粉。

相比結(jié)晶型硅微,它具有更低的密度(2.2g/cm3),更低的介電常數(shù),更低的熱膨脹系數(shù)(0.5×10-6/K),該種粉體主要在高頻覆銅板中作為填料使用。

在高頻技術(shù)持續(xù)發(fā)展的今天,從傳統(tǒng)1GHZ以下的頻率發(fā)展到2G、3G、5G乃至更高頻率,覆銅板的介電常數(shù)Dk和損耗因子Df就成為應(yīng)用在高頻領(lǐng)域特別重要的指標(biāo)。覆銅板的Dk高會(huì)使信號(hào)在傳遞過(guò)程中速度變慢,Df高會(huì)使信號(hào)在傳遞過(guò)程中產(chǎn)生損耗,因此如何降低覆銅板的Dk和Df成為覆銅板業(yè)界研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。

目前常用的降低Dk、Df的方法有:選用低Dk、Df的樹脂和選用低Dk、Df的玻璃纖維。降低玻璃纖維的Dk、Df主要通過(guò)改變玻璃纖維的化學(xué)成份來(lái)實(shí)現(xiàn),即改變玻璃的熔制配方來(lái)實(shí)現(xiàn),需要上游廠家密切配合才可能實(shí)現(xiàn),而選取Low-Dk、Df的樹脂也很困難,因?yàn)榇祟悩渲ǔr(jià)格較高且可加工性較差。因此在非特殊情況下,覆銅板廠家更愿意通過(guò)對(duì)環(huán)氧樹脂進(jìn)行改性和添加填料來(lái)降低板材的Dk和Df值,熔融硅微粉作為填料就是一個(gè)很好的選擇。

3、復(fù)合型硅微粉

復(fù)合型硅微粉又稱低硬度硅微粉。采用數(shù)種無(wú)機(jī)礦物經(jīng)精確配比熔制成無(wú)定型態(tài)玻璃體,經(jīng)破碎、磁選、超細(xì)碎、分級(jí)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(xué)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(guò)程中的粉塵污染。

4、球形硅微粉

指顆粒個(gè)體呈球狀,通過(guò)高溫將形狀不規(guī)則石英粉顆粒瞬間熔融使其在表面張力的作用下球化,后經(jīng)冷卻、分級(jí)、混合等工藝加工而成的硅微粉。此種粉的流動(dòng)性較好,在樹脂中的填充率較高,做成板材后內(nèi)應(yīng)力低、尺寸穩(wěn)定、熱膨脹系數(shù)低。

球形硅微粉技術(shù)在日本已經(jīng)非常成熟,目前國(guó)內(nèi)也有幾個(gè)廠家可批量生產(chǎn)環(huán)氧塑封料用球形粉。由于球形粉的價(jià)格很高,目前在覆銅板行業(yè)未能大規(guī)模使用,少量用在IC載板、HDI板等領(lǐng)域,相信隨著覆銅板向高端的發(fā)展,球形粉的應(yīng)用將與日俱增。

5、活性硅微粉

即向硅微粉添加適量偶聯(lián)劑,在適當(dāng)?shù)臏囟认赂男远傻墓栉⒎邸４朔N粉添加在樹脂中具有很低的粘度,和樹脂的結(jié)合性能強(qiáng),做成的板材具有很好的抗剝離強(qiáng)度,優(yōu)異的耐高溫性能,同時(shí)還可以改善鉆孔性能。

但目前覆銅板廠家所采用的樹脂體系不盡相同,硅微粉生產(chǎn)廠商很難做到同一種產(chǎn)品適用所有用戶的樹脂體系,且覆銅板廠由于使用習(xí)慣,更愿意自己添加改性劑,因此活性硅微粉在覆銅板行業(yè)的推廣使用尚須時(shí)日。