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随着微电子技术以及微电子封装技术的发展,环氧塑封料(EMC)作为主要的电子封装材料也得到了快速的发展。环氧塑封料以其高可靠性、低成本、生产工艺简单、造合大规模生产等特点,占据了整个微电子封装材料97%以上的市场[1]。现代电子封装对EMC要求其具有优良的耐热耐湿性、高纯度、低应力、低线膨胀系数、高导热系数等特性[2]。标准EMC主要由环氧树脂、填料、固化剂、固化促进剂、阻燃剂以及其它添加剂等组分组成[3]。二氧化硅由于具有稳定的物化性质,良好的透光性及线膨胀性能,优良的耐高温性能,是环氧模塑封料最理想的填充材料,其填充率达到70%以上,因此其性能的优劣直接影响塑封料的性能,同时它也是半导体集成电路最理想的基板材料[4]。
基于上述背景,本文分别以广西合浦高岭土尾矿、天然高纯石英矿、熔融石英为原料,经过不同的提纯、加工工艺制备高纯超细硅微粉。利用高岭土尾矿制备出,粒径为5μm、Si02含量为99.70%的硅微粉,同时研究了不同的方法过程对产物硅微粉的白度、Si02含量的影响,利用球磨磨细尾矿砂能获得粒度比较均匀的硅微粉,但达不到高纯的要求:以Si02含量为99.80%的天然高纯石英原料,经粗碎→粗磨→细磨→沉降分级→磁选→酸洗→水洗→烘干等一系列工艺,制备出粒径为2μm以下、Si02含量为99.93%的高纯超细结晶型硅微粉;采用自制研磨罐,不添加任何研磨介质,让物料进行白磨[5],高纯水的环境下,制备出粒径为2μm以下、Si02含量为99.95%的高纯超细熔融型硅微粉;以熔融硅微粉为原料,经烧1500℃,保温2小时→研钵、研磨l小时→烧1600℃,保温2小时→研钵、研磨l小时的简单的高温烧成法,对球型硅微粉进行尝试,起到了球型化的作用,但效果不明显。
分别以所制的硅微粉为填料,制成环氧塑封料,研究其热学、电学、力学性能。研究发现:环氧塑封料的各项性能随着硅微粉的粒径细化、纯度提高、加入量的增大而提高。