近年來(lái)，在覆銅板技術(shù)開(kāi)發(fā)中，應用填料技術(shù)已成為熱點(diǎn)問(wèn)題。世界上主要生產(chǎn)覆銅板的廠(chǎng)家，都希望通過(guò)推進(jìn)填料技術(shù)進(jìn)而促進(jìn)覆銅板的生產(chǎn)，作為超越其他廠(chǎng)家的殺手锏。
　　硅微粉相比于其他常見(jiàn)的無(wú)機填料，表現出較好的機械性能、耐熱性、分散性、電性能等。但是，之所以將其應用于覆銅板中，主要還是因為硅微粉平均粒徑最小可達到0.25μm，熔點(diǎn)可達1700℃以上，相比于滑石粉、氫氧化鋁、E-玻璃纖維等介電常數較低，且具有較低吸水性等。但是硅微粉也存在一些不足之處，比如硬度偏高，部分價(jià)格偏高。
　　目前市場(chǎng)上的硅微粉的品種比較多，這主要由于所使用的原料以及制造的工藝差異造成的。當前主要有四類(lèi)品種的硅微粉被應用于覆銅板的生產(chǎn)：熔融型硅微粉、結晶型硅微粉、合成硅微粉、球形硅微粉。
　　那么，對于覆銅板行業(yè)來(lái)說(shuō)，對硅微粉產(chǎn)品都有哪些要求呢？
 
1、對硅微粉粒徑的要求
 
　　所謂的粒徑是指填料粒子大小的量度，包括粒徑分布的表征與粒子大小的表征。覆銅板廠(chǎng)家大多使用“激光衍射/散射法”對微細硅微粉粒徑分布進(jìn)行測定。
　　從理論上說(shuō)，二氧化硅粒徑越小，越有利于填充體系結合。但實(shí)際在覆銅板的制作混膠、上膠工藝中，二氧化硅越細，越容易結團，不容易分散，填料在玻纖中分散不均，必須提高溶劑的用量；但如果粒徑太大，在混膠及上膠過(guò)程中易產(chǎn)生沉降，上膠時(shí)對玻纖的浸漬性變差，由于玻纖布的過(guò)濾作用，填料在玻纖紙布的分布也會(huì )不均勻。所以從工藝角度來(lái)講，選擇一個(gè)合理的粒徑范疇，是一個(gè)很重要的參數。
　　如日立化成公司從提高有“相互兩立”關(guān)系的銅箔粘接強度與耐熱性考慮，合成硅微粉的平均粒徑范圍為1μm~5μm，而如果側重提高鉆孔加工性出發(fā)，則平均粒徑在0.4μm~0.7μm比較適宜。當平均粒徑低于0.4μm時(shí)，降低工藝性，降低絕緣層與銅箔的粘接性，增加樹(shù)脂體系的粘性。而如果平均粒徑大于5μm時(shí)，則會(huì )増加鉆頭的磨耗、降低微小孔徑的對位精度。
 
2、對硅微粉形態(tài)的要求
 
　　在各種形態(tài)的二氧化硅中，相對于熔融球形二氧化硅、熔凝透明二氧化硅以及后來(lái)的納米硅（樹(shù)脂），結晶型二氧化硅對樹(shù)脂體系性能的影響都不是最佳的，例如分散性、耐沉降性不如熔融球形二氧化硅；耐熱沖擊性和熱膨脹系數不如熔凝透明二氧化硅；綜合性能更不如納米硅（樹(shù)脂），但由于從成本和經(jīng)濟效益上考慮，行業(yè)中更傾向于使用高純度的結晶型二氧化硅。
 
3、對硅微粉表面處理的要求
 
　　硅微粉作為作覆銅板的填料，一般需經(jīng)過(guò)偶聯(lián)劑的表面處理之后，才能與樹(shù)脂體系更好地結合，同時(shí)由于偶聯(lián)劑粘度低能起到一定的分散作用，有利于改善硅微粉在樹(shù)脂體系中的分散性。但是從成本上考慮，偶聯(lián)劑不宜多加，而且偶聯(lián)劑的加入量有一定的飽和度，當加至一定量時(shí)，其對體系的結合性不會(huì )再起作用。
 
4、對硅微粉在覆銅板樹(shù)脂組成中投料比例的要求
 
　　對于研究在樹(shù)脂體系中無(wú)機填料的投料比例，一般要通過(guò)試驗去摸索，進(jìn)而確定投料比例的上、下限，并了解投料比例對性能有哪些影響。我們注意到投料比例是一個(gè)變數：在研發(fā)時(shí)，因為側重點(diǎn)不同，需要提高的性能不同等問(wèn)題，投料比例自然也就不同。
　　在生產(chǎn)覆銅板時(shí)，主要有兩類(lèi)無(wú)機填料的投料比例方案：一類(lèi)是一般比例，就是指硅微粉投料重量比例一般在15%~30%；另一類(lèi)則是“高填充量”投料比例方案，指的是硅微粉的投料重量比例在樹(shù)脂體系中為40%~70%。
　　“高填充量”技術(shù)大多在薄型化的覆銅板中被應用，其運用新工藝，突破了傳統的填料填加工藝，是一種更高層次的技術(shù)。目前，這種技術(shù)成果，可追溯到松下電工公司2007年的一篇薄型覆銅板開(kāi)發(fā)專(zhuān)利。這篇專(zhuān)利重點(diǎn)之一是創(chuàng )造性的運用了球形硅微粉的高填充量技術(shù)，從而在提高薄型覆銅板的彎曲模量、耐熱性等方面，使填料發(fā)揮了重要的作用。
 
5、對硅微粉與其他填料配合使用的要求
 
　　對于薄型覆銅板翹曲問(wèn)題，日立化成的解決方案是在樹(shù)脂體系中的無(wú)機填料“高填充量”技術(shù)。在整個(gè)樹(shù)脂組成物總量中填料占40%~70%。在解決使用“高填充量”技術(shù)時(shí)，遇到的填料凝聚、分散差、樹(shù)脂粘度增大等問(wèn)題時(shí)，他們公司突破性的開(kāi)辟一種解決的方法。即引入另一種含硅結構的低聚物與之進(jìn)行配合。
　　專(zhuān)利原文是這樣敘述的：“本發(fā)明是采用了一種硅低聚物。它是由兩個(gè)以上的硅氧烷重復結構單元構成，在它分子結構的末端含有1個(gè)以上的反應性官能基——羥基。硅低聚物在樹(shù)脂組成物中與無(wú)機填料（主要指與硅微粉）進(jìn)行配合，所得到的是粘結片的涂布加工性和流動(dòng)性的提高”。在應用于現實(shí)進(jìn)行實(shí)施時(shí)，先混合合成型硅微粉與含硅低聚物，再加入達到硅微粉固體量60%~90%的有機溶劑，最后把它們加入到樹(shù)脂組成物的體系中。
　　日立化成提出了這種依靠硅微粉填料與另一種新的有機填料相配合的方法，很好地解決了鉆孔加工中鉆頭消耗量大以及降低板的熱膨脹系數的問(wèn)題。這種方法主要是加入一種二烷基膦酸鹽化合物到樹(shù)脂組成物中并且配合硅微粉一起使用。專(zhuān)利要求平均粒徑在2.0μm~4.0μm（更好的為2.5μm~3.5μm的范圍）的膦酸鹽化合物，并且其在樹(shù)脂組成物中加入量需要在10%~15%之間。硅微粉的投料比例則為10%~20%，在整個(gè)樹(shù)脂組成物總量中兩種填料總的投料量占的20%~50%。這樣不僅使得因硅微粉的填充而造成鉆頭磨耗大的問(wèn)題得到解決，還提高了層間粘接強度、基板外層導通孔的強度、耐堿性。
　　填料應用技術(shù)在開(kāi)發(fā)覆銅板的過(guò)程中，處于一項系統過(guò)程的地位，不僅包括對各種填料品種的選擇、主要性能指標、投料比例等的研究以及確定，而且還包括了填料的表面處理技術(shù)、主填料與其他填料的配合技術(shù)、與填料配合的樹(shù)脂選擇還有制造技術(shù)等的開(kāi)發(fā)工作。因此，硅微粉生產(chǎn)廠(chǎng)家應與覆銅板企業(yè)密切交流與合作，更要不斷優(yōu)化生產(chǎn)工藝，敢于突破傳統，大膽創(chuàng )新，推進(jìn)技術(shù)的不斷進(jìn)步。
 
來(lái)源：覆銅板用硅微粉的探討，作者：李濤
編輯整理：粉體技術(shù)網(wǎng)
 

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