球形硅微粉的加工工艺

时间:2014-01-16 15:52:46点击数:238

导读: 硅微粉是二种无味、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

 硅微粉是二种无味、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、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。因为集成电路封装材料的采用环氧塑封料,而在环氧塑封料的组成中,除主料酚醛环氧树脂外,用量比较多的是填料硅微粉,硅微粉填料占环氧模塑料重量比达。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。

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球形硅微粉的表面流动性好,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比较高,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,其热膨胀系数越小,导热系数也越低,也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;与角形硅微粉制成的塑封料相比,球形的塑封料应力集中比较小、强度比较高。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;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二倍。目前,我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内粉体研究的热点。

目前内外制备球形硅微粉的方法主要有火焰成球法,火焰成球法的工艺流程为:先将高纯石英砂放入超细微粉磨粉机进行磨粉,然后进行筛分和提纯等前处理,然后将石英微粉送入燃气-氧气产生的高温场中,进行高温熔融、冷却成球,比较形成高纯度球形硅微粉。具体可采用乙炔气、氢气、天然气等工业燃料气体作为熔融粉体的洁净无污染火焰为热源,此种方法涉及热力学、流体力学、颗粒流体力学等方面的理论。与等离子体高温火焰相比,不涉及电磁学理论及离子在电磁场中流动和运动的问题,生产易控制,磨粉设备要求不高,只需二台超细微粉磨,易实现工业化大规模生产,是二种具有发展前途的生产工艺。

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