中国粉体网讯 近年来，大规模集成电路的应用促进了我国微电子工业的迅速发展，电子行业集成电路对硅微粉等封装材料提出了近乎严苛的要求。
然而，传统工艺生产的硅微粉是用硅微粉原料经研磨得到的，外形无规则且多呈菱形角状。这种硅微粉在用于集成电路封装时黏度大，填充率低（70％左右），生产的产品会有飞边等瑕疵，限制了其在大规模及超大规模集成电路中的应用。
球形硅微粉是指白色球形颗粒，主要成分为二氧化硅的无定形石英粉体材料，粒度小至亚微米或纳米级别。硅微粉球形化越好，其填充率越高，热膨胀系数就越小，当膨胀系数越接近单晶硅时，生产的电子元器件的使用性能越好。
硅微粉表面流动性能优良，能与树脂充分搅拌后形成均匀的膜。作为填料，改性球形硅微粉能极大地提高其电子制品的刚性、耐磨性、耐候性、抗冲击抗压性、电气性能和抗紫外线辐射的特性，因此在集成电路用覆铜板中得到广泛应用。
研究进展
李培锟等，以硅酸钠、硫酸、氨水等为主要原料，PEG-2000为表面活性剂，乙酸乙酯为沉淀剂，成功制备了球形硅微粉。单因素实验得到的最佳实验条件为：硅酸钠浓度为0.5mol/L，乙酸乙酯添加量为8.0%，反应温度为70℃。
球形硅微粉的制备流程
该条件下制得的球形硅微粉为无定形二氧化硅，其团聚最小，颗粒表面光滑，球化率较高。
杨珂珂等，以聚四氟乙烯树脂为基料，使用单一改性剂3-苯胺基丙基三甲氧基硅烷（KBM-573），对覆铜板用硅微粉进行表面改性。最佳实验条件为：向球形硅微粉与纯水-乙醇混合液中加入质量分数为0.5%的KBM－573，在80℃的恒温水浴中高速搅拌反应1h”。
该条件下球形硅微粉吸油值明显减小，表面羟基数大幅减少，硅烷偶联剂分子成功地以化学键的形式接枝在球形硅微粉表面; 改性后球形硅微粉团聚现象减少，分散性得到显著改善; KBM-573改性球形硅微粉与KH550改性同类产品相比，具有更好的耐热性及应用性能。
徐正国等，以双端羟基聚苯醚为基料，使用单一改性剂乙烯基三甲氧基硅烷对覆铜板用硅微粉进行表面改性，合成了一种硅烷封端改性的聚苯醚树脂。该覆铜板表现出了较好的耐热性能、耐湿热性能、较低的介电损耗和良好的可靠性。因此，硅烷改性聚苯醚作为一种新的聚苯醚改性方向，在中高频覆铜板中具有很好的应用前景。
孙小耀等，以环氧树脂为基料，使用单一改性剂γ-（2,3-环氧丙氧基）丙基三甲氧基硅烷（Z-6040），对覆铜板用硅微粉进行表面改性。得到改性效果好的表面处理亚微米硅微粉，工艺简单、经济环保、成本低、产品改性效果好、颗粒分散好，使用方便，可广泛用于CCL、涂料、胶黏剂等领域。
小结
球形硅微粉因性能优越，在大规模集成电路领域极具应用价值。尽管传统工艺产品存在局限，但科研人员已在制备与改性上取得显著进展，提升了其性能。随着研究深入，制备与改性工艺有望持续优化，球化率和产品性能将进一步提升，推动其在更多领域释放更大价值，助力相关产业迈向新高度。
参考来源：
李培锟等.超细球形硅微粉的制备与性能表征
钱晨光等.硅微粉表面改性及其应用研究进展
杨珂珂等.耐热表面改性球形硅微粉的制备及其性能
孙小耀等.一种亚微米硅微粉表面改性的方法
(中国粉体网编辑整理/九思)
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