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集成电路在信(xin)息技术领域具(ju)有重要地位，受物联(lian)网、新能源智能汽(qi)车、智能终(zhong)端制(zhi)(zhi)造、新一代移(yi)动通信(xin)等下游市场(chang)需(xu)求(qiu)驱动，集成电路行业(ye)飞速发展。高(gao)频、高(gao)功率的(de)集成电路制(zhi)(zhi)造需(xu)要性(xing)能更加优(you)越的(de)材(cai)料以满(man)足(zu)产业(ye)升级的(de)需(xu)求(qiu)。

二氧化硅的独到之处

在(zai)(zai)硅芯片封(feng)(feng)装(zhuang)过程中(zhong)使用(yong)的各种材(cai)料包括引线框架材(cai)料、金属引线以及封(feng)(feng)装(zhuang)材(cai)料都(dou)必(bi)须(xu)具有相近(jin)的热膨胀(zhang)系(xi)数，才能保证在(zai)(zai)使用(yong)过程中(zhong)器件不开裂脱落(luo)，而实际上环氧(yang)树脂的热膨胀(zhang)系(xi)数比硅单(dan)晶芯片和引线、引线框架材(cai)料都(dou)大，所以在(zai)(zai)塑封(feng)(feng)料中(zhong)加入适量低膨胀(zhang)系(xi)数的填充剂，如SiO₂等，可以降低固化物的(de)热膨胀(zhang)系数,从而减少塑封料固化(hua)后的收缩(suo)，同时也(ye)可明显(xian)改善材料(liao)的(de)机械性能(neng)、热稳定性和体(ti)积电阻率(lv)，降低成本等。

各种(zhong)封(feng)装树脂材(cai)料及半(ban)导体器件构成材(cai)料的热膨胀系(xi)数图

以往覆铜箔板例如（CEM3）中运(yun)用(yong)填(tian)料时，多采(cai)用(yong)氢氧(yang)化(hua)铝和氢氧(yang)化(hua)镁，但氢氧化铝(lv)不(bu)耐(nai)热冲击(ji)，200多℃就开始分解，而(er)氢氧化镁的价格(ge)偏贵(gui)。二氧化(hua)硅填料用在覆铜箔板中更(geng)具有性能方(fang)面的优势，而且价(jia)格与氢氧(yang)化铝相当。

以二氧(yang)(yang)化(hua)硅、氢(qing)氧(yang)(yang)化(hua)铝、氢(qing)氧(yang)(yang)化(hua)镁作填(tian)料(liao)的基材的性能(neng)比较(jiao)表

球(qiu)形(xing)二氧化硅的优势

二(er)氧(yang)化硅具有良好(hao)的介电性(xing)能、较低的热膨胀系数等综合性能，在环氧塑封料以及覆铜板中使(shi)用广泛。二氧(yang)化硅的(de)高填(tian)充可(ke)以降低成本、提高热导率、降低热膨胀系(xi)数、增加强度, 但是随着(zhe)填(tian)充量的增多, 体(ti)(ti)系粘度会急剧增加,材料(liao)的流动(dong)性、渗透(tou)性变差, 二氧(yang)化硅在树脂中(zhong)的分散困难, 易出现(xian)团聚的问题。如何进一步提高二氧(yang)化硅在材料(liao)中(zhong)的填(tian)充(chong)量，从而(er)降低材(cai)料的(de)热膨(peng)胀系数，是环(huan)氧(yang)塑封(feng)料以及覆铜板行业研究的重(zhong)要课题。

二氧化硅的形状(zhuang)是决(jue)定填充量(liang)的(de)重要因(yin)素之一。与熔融(rong)型（角(jiao)形(xing)）二(er)氧化硅(gui)相比，球(qiu)形(xing)二(er)氧化硅(gui)具有更高的堆积(ji)密(mi)度和均(jun)匀的应(ying)力(li)分布，因(yin)此可增加体系的流动性，降低体系粘(zhan)度(du)。

不同类型(xing)二氧化硅的(de)主(zhu)要应(ying)用性(xing)能比较表

在环氧(yang)塑封(feng)料行业，熔(rong)融型（角形）二氧化硅(gui)填充量一般低于总量的(de)70%(重量比)，采用球形二(er)氧(yang)化硅(gui)后,填充量最高可达94%；在(zai)覆铜板行(xing)业，熔融(rong)型（角形）二氧化硅填充量一般低于(yu)总量的40%，采用球形二氧化硅后，填充量最高(gao)可达60%。因此(ci)尽管(guan)球形二氧(yang)化(hua)硅价格较(jiao)高(gao)，由于其特有(you)的(de)优异性能，球形二氧(yang)化(hua)硅越(yue)来(lai)越(yue)被覆(fu)铜(tong)板行业所青睐。

火焰法球(qiu)形二氧化硅生(sheng)产技术主要掌握(wo)在日本(ben)、美(mei)国(guo)(guo)、韩国(guo)(guo)等国(guo)(guo)家(jia)手(shou)中, 特别是日本的球形二氧化硅生产技术一直处于世界领先水平。目前我国能够生产高纯球形二氧化硅、亚微米级球形二氧化硅的企业数量很少, 主要分布于江苏连云港、安徽蚌埠、浙江湖州等地区。球形二氧化硅是集成电路封装以及覆铜板的关键核心原材料, 关乎到国家的信息和国防安全，其(qi)重要性不容忽视。

国内外(wai)球形二氧(yang)化(hua)硅生产厂家(jia)

随着(zhe)大规(gui)模集(ji)成电路(lu)(lu)(lu)技(ji)(ji)术的(de)发展，对材料的(de)性能要求(qiu)也不断(duan)提(ti)(ti)高，球形二(er)(er)氧化硅(gui)(gui)由于填充量(liang)高、流动(dong)性好、热(re)膨(peng)胀(zhang)系数小、应力小、介电性能优异等特(te)点，符(fu)合集(ji)成电路(lu)(lu)(lu)行业(ye)发展的(de)需要。随着(zhe)国内球形二(er)(er)氧化硅(gui)(gui)生(sheng)产(chan)技(ji)(ji)术水平的(de)不断(duan)提(ti)(ti)升，产(chan)品价格的(de)进一步降低，球形二(er)(er)氧化硅(gui)(gui)在集(ji)成电路(lu)(lu)(lu)中的(de)应用有望进一步扩(kuo)展，从而(er)带动(dong)集(ji)成电路(lu)(lu)(lu)性能和技(ji)(ji)术的(de)提(ti)(ti)升。

参考来源：

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[2] SiO₂形(xing)貌(mao)及粒径对聚(ju)烯烃复合树(shu)脂(zhi)介电特性的影响(xiang)研究，张(zhang)芳(fang)芳(fang)。

[3] 二(er)氧化(hua)硅在覆铜板中的应用(yong)，杨(yang)艳、曾宪平(ping)。

[4] 硅(gui)芯片封装用球形SiO₂与环氧树脂复(fu)合(he)材料(liao)的制备工艺与性(xing)能(neng)研究，艾常春(chun)。

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