一种高密度集成电路封装用硅微粉的制备方法
【专利摘要】一种高密度集成电路封装用硅微粉的制备方法，选用粒度为0.1-3mm的熔融石英砂，加入到球磨机的磨腔中，研磨25-35分钟后，将中位粒径为13-15um的硅微粉直接被分级出来待用；（2）选用粒度为8-10um的熔融石英粉，加入到气流磨机的磨腔中，经气流粉碎1.5-2.5小时后，中位粒径为2.5-3.5um的硅微粉会被上升的气流送至分级区进行分离；（3）将球磨机研磨的硅微粉和气流磨机粉碎的硅微粉按重量比为6-7:2的比例加入混料机中，混合均匀后即得集成电路封装用硅微粉。本发明粒度分布均匀，流动性好，粘度低，表面积小，堆积密度高，其填充率可达到85%，与树脂搅拌成膜均匀，可以取代球型硅微粉。
【专利说明】—种高密度集成电路封装用硅微粉的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种集成电路封装用填料的制备方法，特别是一种高密度集成电路封装用硅微粉的制备方法。
【背景技术】
[0002]硅微粉是一种用途极为广泛的无机材料，具有导热系数小、介电性能优、热膨胀系数小、耐腐蚀等特点。由于硅微粉具有优异的物理性能、稳定的化学性能，已成为诸多高新【技术领域】重要的原料之一。 [0003]目前，集成电路正向高集成度、高密度和小型化方向发展。用于集成电路封装的环氧模塑料中70-90%为硅微粉。所以硅微粉含量和粒度对环氧模塑料的流动性影响很大，对集成电路封装效果影响也很大。
[0004]多年来，高端的电子封装使用的填料，全部依赖进口，价格高达40000-10000元/吨，给国内的经济发展和安全带来了隐患。而我国硅微粉生产企业几乎全部采用球磨机为加工设备，此设备生产原理是把颗粒较大的石英块研磨成不同粒度的粉体，这种生产方法生产出的产品并不能改变粉体的型态，生产出的硅微粉多为角型，流动性差，限制了其在大规模及超大规模集成电路中的应用。
[0005]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多呈菱形角状的硅微粉，这种硅微粉在用于集成电路封装时黏度大，填充率低，普通硅微粉填充率一般为70%左右，生产出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。为了达到较高填充率，生产企业会用进口的球型硅微粉代替普通硅微粉，使用球型硅微粉其填充率能达到85%，因为高填充率不仅能降低成本，还能降低固化物的热膨胀系数、收缩率以及增加热导率，硅微粉的填充率越高，塑封料的膨胀系数也就越低，由此生产的电子元器件的使用性能也越好。而现有技术中球形硅微粉的加工工艺复杂，生产成本高，产能较低，产品价格高达40000-100000元/吨。
【发明内容】
[0006]本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出了一种工艺简单、生产效率高、产品填充率高的高密度集成电路封装用硅微粉的制备方法。
[0007]本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，一种高密度集成电路封装用硅微粉的制备方法，其特点是，其步骤如下:(I)选用纯度大于99.96%、粒度为0.1-3mm的熔融石英砂，加入到球磨机的磨腔中，同时向磨腔中加入密度大于3.6g/cm3的氧化铝球球磨介质，其中氧化招球球磨介质为按重量比1:2:1.5选取直径为3cm、4cm和5cm的氧化铝球混合构成；研磨25-35分钟后经分级机分级，中位粒径为13-15um的硅微粉直接被分级出来待用；(2)选用纯度大于99.9%、粒度为8-10um的熔融石英粉，加入到气流磨机的磨腔中，经气流粉碎1.5-2.5小时后，中位粒径为2.5-3.5um的硅微粉会被上升的气流送至分级区进行分离，粒径大于3.5um的颗粒再次回到磨腔中继续粉碎；(3)将球磨机研磨的硅微粉和气流磨机粉碎的硅微粉按重量比为6-7:2的比例加入混料机中，混料机的转速为25-35转/min，混合15-40分钟后，即得集成电路封装用硅微粉。
[0008]本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，所述的高密度集成电路封装用硅微粉的制备方法，其特点是:步骤(1)中粒径偏粗的熔融石英砂再次返回到球磨机磨腔进行研磨，直到中位粒径达到13-15UH1后被分级。
[0009]本发明通过球磨机和气流磨机两种不同的加工设备，生产出13-15um粒度和
2.5-3.5um粒度的硅微粉，将两种硅微粉按一定的重量比进行混合，得到粒度分布均匀、可以用于高密度集成电路封装用的硅微粉。 这种硅微粉粒度分布均匀，流动性好，粘度低，表面积小，堆积密度高，其填充率可达到85%，与树脂搅拌成膜均匀，可以取代球型硅微粉。
[0010]与现有技术相比，本发明方法简单，生产成本低，产能高，制得的硅微粉的性能达到球型硅微粉的性能，价格低，球型硅微粉的价格高达40000-100000元/吨，而本发明制得的硅微粉的价格为8000-15000元/吨。
【具体实施方式】
[0011]具体描述本发明的技术方案，以便于本领域的技术人员进一步理解本发明，而不构成对其他权利的限制。
[0012]实施例1，一种高密度集成电路封装用硅微粉的制备方法，其步骤如下:(1)选用无杂质、纯度大于99.96%、粒度为0.l-3mm的熔融石英砂，经皮带运输机加入到球磨机的磨腔中，同时向磨腔中加入密度大于3.6g/cm3的氧化招球球磨介质,其中氧化招球球磨介质选取直径为3cm球3吨、4cm球6吨和5cm球5吨混合构成。将球磨机的分级轮转速调至18HZ，分级机电流调至14A，喂料变频调至8HZ，风机电流调至70A，研磨30分钟后经分级机分级，中位粒径为13-15um的硅微粉直接被分级出来待用。(2)选用纯白无杂质，纯度大于99.9%、粒度为8-lOum的熔融石英粉，加入到气流磨机的磨腔中，把气流磨机的分级轮转速调至45HZ，喂料电流调至10A，研磨压力调至0.7mpa，密封压力调至0.75 Mpa，轴承保护气调至0.7Mpa，经气流粉碎2小时后，当中位粒径为2.5-3.5um的硅微粉就会被上升的气流送至分级区进行分离，粒径大于3.5um的颗粒再次回到磨腔中继续粉碎；此硅微粉的晶体型态接近球型，粒度分布较集中。(3)将球磨机研磨的硅微粉和气流磨机粉碎的硅微粉按重量比为7:2的比例加入混料机中，混料机的转速为30转/min，混合15-40分钟后，即得集成电路封装用硅微粉。
[0013]实施例2，如实施例1所述的高密度集成电路封装用硅微粉的制备方法中，步骤
(I)中粒径偏粗的熔融石英砂再次返回到球磨机磨腔进行研磨，直到中位粒径达到13-15um后被分级。
[0014]实施例3，一种高密度集成电路封装用硅微粉的制备方法，其步骤如下:(I)选用纯度大于99.96%、粒度为0.1-3mm的熔融石英砂，加入到球磨机的磨腔中，同时向磨腔中加入密度大于3.6g/cm3的氧化铝球球磨介质，其中氧化铝球球磨介质为按重量比1:2:1.5选取直径为3cm、4cm和5cm的氧化铝球混合构成；研磨25分钟后经分级机分级，中位粒径为13-15um的硅微粉直接被分级出来待用；(2)选用纯度大于99.9%、粒度为8_10um的熔融石英粉，加入到气流磨机的磨腔中，经气流粉碎2.5小时后，中位粒径为2.5-3.5um的硅微粉会被上升的气流送至分级区进行分离，粒径大于3.5um的颗粒再次回到磨腔中继续粉碎；(3)将球磨机研磨的硅微粉和气流磨机粉碎的硅微粉按重量比为6:2的比例加入混料机中，混料机的转速为35转/min,混合15-40分钟后，即得集成电路封装用娃微粉。
[0015]实施例4，一种高密度集成电路封装用硅微粉的制备方法，其步骤如下:(I)选用纯度大于99.96%、粒度为0.1-3mm的熔融石英砂，加入到球磨机的磨腔中，同时向磨腔中加入密度大于3.6g/cm3的氧化铝球球磨介质，其中氧化铝球球磨介质为按重量比1:2:1.5选取直径为3cm、4cm和5cm的氧化铝球混合构成；研磨25分钟后经分级机分级，中位粒径为13-15um的硅微粉直接被分级出来待用；(2)选用纯度大于99.9%、粒度为8_10um的熔融石英粉，加入到气流磨机的磨腔中，经气流粉碎1.5小时后，中位粒径为2.5-3.5um的硅微粉会被上升的气流送至分级区进行分离，粒径大于3.5um的颗粒再次回到磨腔中继续粉碎；
(3)将球磨机研磨的硅 微粉和气流磨机粉碎的硅微粉按重量比为6.5:2的比例加入混料机中，混料机的转速为25转/min，混合15-40分钟后，即得集成电路封装用硅微粉。
【权利要求】
1.一种高密度集成电路封装用硅微粉的制备方法，其特征在于，其步骤如下:(1)选用纯度大于99.96%、粒度为0.1-3mm的熔融石英砂，加入到球磨机的磨腔中，同时向磨腔中加入密度大于3.6g/cm3的氧化铝球球磨介质，其中氧化铝球球磨介质为按重量比1:2:1.5选取直径为3cm、4cm和5cm的氧化铝球混合构成；研磨25-35分钟后经分级机分级，中位粒径为13-15um的硅微粉直接被分级出来待用；(2)选用纯度大于99.9%、粒度为8-lOum的熔融石英粉，加入到气流磨机的磨腔中，经气流粉碎1.5-2.5小时后，中位粒径为2.5-3.5um的硅微粉会被上升的气流送至分级区进行分离，粒径大于3.5um的颗粒再次回到磨腔中继续粉碎；(3)将球磨机研磨的硅微粉和气流磨机粉碎的硅微粉按重量比为6-7:2的比例加入混料机中，混料机的转速为25-35转/min，混合15-40分钟后，即得集成电路封装用硅微粉。
2.根据权利要求 1所述的高密度集成电路封装用硅微粉的制备方法，其特征在于，步骤(1)中粒径偏粗的熔融石英砂再次返回到球磨机磨腔进行研磨，直到中位粒径达到13-15um后被分级。
【文档编号】C09C3/04GK103937294SQ201410192236
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年5月8日 优先权日:2014年5月8日
【发明者】寇恒志, 陈姗姗, 朱家奎 申请人:连云港华威硅微粉有限公司