一種高密度集成電路封裝用硅微粉的制備方法
【專利摘要】一種高密度集成電路封裝用硅微粉的制備方法，選用粒度為0.1-3mm的熔融石英砂，加入到球磨機(jī)的磨腔中，研磨25-35分鐘后，將中位粒徑為13-15um的硅微粉直接被分級(jí)出來待用；（2）選用粒度為8-10um的熔融石英粉，加入到氣流磨機(jī)的磨腔中，經(jīng)氣流粉碎1.5-2.5小時(shí)后，中位粒徑為2.5-3.5um的硅微粉會(huì)被上升的氣流送至分級(jí)區(qū)進(jìn)行分離；（3）將球磨機(jī)研磨的硅微粉和氣流磨機(jī)粉碎的硅微粉按重量比為6-7:2的比例加入混料機(jī)中，混合均勻后即得集成電路封裝用硅微粉。本發(fā)明粒度分布均勻，流動(dòng)性好，粘度低，表面積小，堆積密度高，其填充率可達(dá)到85%，與樹脂攪拌成膜均勻，可以取代球型硅微粉。
【專利說明】—種高密度集成電路封裝用硅微粉的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種集成電路封裝用填料的制備方法，特別是一種高密度集成電路封裝用硅微粉的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]硅微粉是一種用途極為廣泛的無機(jī)材料，具有導(dǎo)熱系數(shù)小、介電性能優(yōu)、熱膨脹系數(shù)小、耐腐蝕等特點(diǎn)。由于硅微粉具有優(yōu)異的物理性能、穩(wěn)定的化學(xué)性能，已成為諸多高新【技術(shù)領(lǐng)域】重要的原料之一。 [0003]目前，集成電路正向高集成度、高密度和小型化方向發(fā)展。用于集成電路封裝的環(huán)氧模塑料中70-90%為硅微粉。所以硅微粉含量和粒度對(duì)環(huán)氧模塑料的流動(dòng)性影響很大，對(duì)集成電路封裝效果影響也很大。
[0004]多年來，高端的電子封裝使用的填料，全部依賴進(jìn)口，價(jià)格高達(dá)40000-10000元/噸，給國內(nèi)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和安全帶來了隱患。而我國硅微粉生產(chǎn)企業(yè)幾乎全部采用球磨機(jī)為加工設(shè)備，此設(shè)備生產(chǎn)原理是把顆粒較大的石英塊研磨成不同粒度的粉體，這種生產(chǎn)方法生產(chǎn)出的產(chǎn)品并不能改變粉體的型態(tài)，生產(chǎn)出的硅微粉多為角型，流動(dòng)性差，限制了其在大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路中的應(yīng)用。
[0005]傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的硅微粉是用硅微粉原料經(jīng)研磨得到的外形無規(guī)則多呈菱形角狀的硅微粉，這種硅微粉在用于集成電路封裝時(shí)黏度大，填充率低，普通硅微粉填充率一般為70%左右，生產(chǎn)出的產(chǎn)品會(huì)有飛邊等瑕疵，限制了其在大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路中的應(yīng)用。為了達(dá)到較高填充率，生產(chǎn)企業(yè)會(huì)用進(jìn)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達(dá)到85%，因?yàn)楦咛畛渎什粌H能降低成本，還能降低固化物的熱膨脹系數(shù)、收縮率以及增加熱導(dǎo)率，硅微粉的填充率越高，塑封料的膨脹系數(shù)也就越低，由此生產(chǎn)的電子元器件的使用性能也越好。而現(xiàn)有技術(shù)中球形硅微粉的加工工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，產(chǎn)能較低，產(chǎn)品價(jià)格高達(dá)40000-100000元/噸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種工藝簡單、生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品填充率高的高密度集成電路封裝用硅微粉的制備方法。
[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的，一種高密度集成電路封裝用硅微粉的制備方法，其特點(diǎn)是，其步驟如下:(I)選用純度大于99.96%、粒度為0.1-3mm的熔融石英砂，加入到球磨機(jī)的磨腔中，同時(shí)向磨腔中加入密度大于3.6g/cm3的氧化鋁球球磨介質(zhì)，其中氧化招球球磨介質(zhì)為按重量比1:2:1.5選取直徑為3cm、4cm和5cm的氧化鋁球混合構(gòu)成；研磨25-35分鐘后經(jīng)分級(jí)機(jī)分級(jí)，中位粒徑為13-15um的硅微粉直接被分級(jí)出來待用；(2)選用純度大于99.9%、粒度為8-10um的熔融石英粉，加入到氣流磨機(jī)的磨腔中，經(jīng)氣流粉碎1.5-2.5小時(shí)后，中位粒徑為2.5-3.5um的硅微粉會(huì)被上升的氣流送至分級(jí)區(qū)進(jìn)行分離，粒徑大于3.5um的顆粒再次回到磨腔中繼續(xù)粉碎；(3)將球磨機(jī)研磨的硅微粉和氣流磨機(jī)粉碎的硅微粉按重量比為6-7:2的比例加入混料機(jī)中，混料機(jī)的轉(zhuǎn)速為25-35轉(zhuǎn)/min，混合15-40分鐘后，即得集成電路封裝用硅微粉。
[0008]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題還可以通過以下的技術(shù)方案來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)，所述的高密度集成電路封裝用硅微粉的制備方法，其特點(diǎn)是:步驟(1)中粒徑偏粗的熔融石英砂再次返回到球磨機(jī)磨腔進(jìn)行研磨，直到中位粒徑達(dá)到13-15UH1后被分級(jí)。
[0009]本發(fā)明通過球磨機(jī)和氣流磨機(jī)兩種不同的加工設(shè)備，生產(chǎn)出13-15um粒度和
2.5-3.5um粒度的硅微粉，將兩種硅微粉按一定的重量比進(jìn)行混合，得到粒度分布均勻、可以用于高密度集成電路封裝用的硅微粉。 這種硅微粉粒度分布均勻，流動(dòng)性好，粘度低，表面積小，堆積密度高，其填充率可達(dá)到85%，與樹脂攪拌成膜均勻，可以取代球型硅微粉。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明方法簡單，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)能高，制得的硅微粉的性能達(dá)到球型硅微粉的性能，價(jià)格低，球型硅微粉的價(jià)格高達(dá)40000-100000元/噸，而本發(fā)明制得的硅微粉的價(jià)格為8000-15000元/噸。
【具體實(shí)施方式】
[0011]具體描述本發(fā)明的技術(shù)方案，以便于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，而不構(gòu)成對(duì)其他權(quán)利的限制。
[0012]實(shí)施例1，一種高密度集成電路封裝用硅微粉的制備方法，其步驟如下:(1)選用無雜質(zhì)、純度大于99.96%、粒度為0.l-3mm的熔融石英砂，經(jīng)皮帶運(yùn)輸機(jī)加入到球磨機(jī)的磨腔中，同時(shí)向磨腔中加入密度大于3.6g/cm3的氧化招球球磨介質(zhì),其中氧化招球球磨介質(zhì)選取直徑為3cm球3噸、4cm球6噸和5cm球5噸混合構(gòu)成。將球磨機(jī)的分級(jí)輪轉(zhuǎn)速調(diào)至18HZ，分級(jí)機(jī)電流調(diào)至14A，喂料變頻調(diào)至8HZ，風(fēng)機(jī)電流調(diào)至70A，研磨30分鐘后經(jīng)分級(jí)機(jī)分級(jí)，中位粒徑為13-15um的硅微粉直接被分級(jí)出來待用。(2)選用純白無雜質(zhì)，純度大于99.9%、粒度為8-lOum的熔融石英粉，加入到氣流磨機(jī)的磨腔中，把氣流磨機(jī)的分級(jí)輪轉(zhuǎn)速調(diào)至45HZ，喂料電流調(diào)至10A，研磨壓力調(diào)至0.7mpa，密封壓力調(diào)至0.75 Mpa，軸承保護(hù)氣調(diào)至0.7Mpa，經(jīng)氣流粉碎2小時(shí)后，當(dāng)中位粒徑為2.5-3.5um的硅微粉就會(huì)被上升的氣流送至分級(jí)區(qū)進(jìn)行分離，粒徑大于3.5um的顆粒再次回到磨腔中繼續(xù)粉碎；此硅微粉的晶體型態(tài)接近球型，粒度分布較集中。(3)將球磨機(jī)研磨的硅微粉和氣流磨機(jī)粉碎的硅微粉按重量比為7:2的比例加入混料機(jī)中，混料機(jī)的轉(zhuǎn)速為30轉(zhuǎn)/min，混合15-40分鐘后，即得集成電路封裝用硅微粉。
[0013]實(shí)施例2，如實(shí)施例1所述的高密度集成電路封裝用硅微粉的制備方法中，步驟
(I)中粒徑偏粗的熔融石英砂再次返回到球磨機(jī)磨腔進(jìn)行研磨，直到中位粒徑達(dá)到13-15um后被分級(jí)。
[0014]實(shí)施例3，一種高密度集成電路封裝用硅微粉的制備方法，其步驟如下:(I)選用純度大于99.96%、粒度為0.1-3mm的熔融石英砂，加入到球磨機(jī)的磨腔中，同時(shí)向磨腔中加入密度大于3.6g/cm3的氧化鋁球球磨介質(zhì)，其中氧化鋁球球磨介質(zhì)為按重量比1:2:1.5選取直徑為3cm、4cm和5cm的氧化鋁球混合構(gòu)成；研磨25分鐘后經(jīng)分級(jí)機(jī)分級(jí)，中位粒徑為13-15um的硅微粉直接被分級(jí)出來待用；(2)選用純度大于99.9%、粒度為8_10um的熔融石英粉，加入到氣流磨機(jī)的磨腔中，經(jīng)氣流粉碎2.5小時(shí)后，中位粒徑為2.5-3.5um的硅微粉會(huì)被上升的氣流送至分級(jí)區(qū)進(jìn)行分離，粒徑大于3.5um的顆粒再次回到磨腔中繼續(xù)粉碎；(3)將球磨機(jī)研磨的硅微粉和氣流磨機(jī)粉碎的硅微粉按重量比為6:2的比例加入混料機(jī)中，混料機(jī)的轉(zhuǎn)速為35轉(zhuǎn)/min,混合15-40分鐘后，即得集成電路封裝用娃微粉。
[0015]實(shí)施例4，一種高密度集成電路封裝用硅微粉的制備方法，其步驟如下:(I)選用純度大于99.96%、粒度為0.1-3mm的熔融石英砂，加入到球磨機(jī)的磨腔中，同時(shí)向磨腔中加入密度大于3.6g/cm3的氧化鋁球球磨介質(zhì)，其中氧化鋁球球磨介質(zhì)為按重量比1:2:1.5選取直徑為3cm、4cm和5cm的氧化鋁球混合構(gòu)成；研磨25分鐘后經(jīng)分級(jí)機(jī)分級(jí)，中位粒徑為13-15um的硅微粉直接被分級(jí)出來待用；(2)選用純度大于99.9%、粒度為8_10um的熔融石英粉，加入到氣流磨機(jī)的磨腔中，經(jīng)氣流粉碎1.5小時(shí)后，中位粒徑為2.5-3.5um的硅微粉會(huì)被上升的氣流送至分級(jí)區(qū)進(jìn)行分離，粒徑大于3.5um的顆粒再次回到磨腔中繼續(xù)粉碎；
(3)將球磨機(jī)研磨的硅 微粉和氣流磨機(jī)粉碎的硅微粉按重量比為6.5:2的比例加入混料機(jī)中，混料機(jī)的轉(zhuǎn)速為25轉(zhuǎn)/min，混合15-40分鐘后，即得集成電路封裝用硅微粉。
【權(quán)利要求】
1.一種高密度集成電路封裝用硅微粉的制備方法，其特征在于，其步驟如下:(1)選用純度大于99.96%、粒度為0.1-3mm的熔融石英砂，加入到球磨機(jī)的磨腔中，同時(shí)向磨腔中加入密度大于3.6g/cm3的氧化鋁球球磨介質(zhì)，其中氧化鋁球球磨介質(zhì)為按重量比1:2:1.5選取直徑為3cm、4cm和5cm的氧化鋁球混合構(gòu)成；研磨25-35分鐘后經(jīng)分級(jí)機(jī)分級(jí)，中位粒徑為13-15um的硅微粉直接被分級(jí)出來待用；(2)選用純度大于99.9%、粒度為8-lOum的熔融石英粉，加入到氣流磨機(jī)的磨腔中，經(jīng)氣流粉碎1.5-2.5小時(shí)后，中位粒徑為2.5-3.5um的硅微粉會(huì)被上升的氣流送至分級(jí)區(qū)進(jìn)行分離，粒徑大于3.5um的顆粒再次回到磨腔中繼續(xù)粉碎；(3)將球磨機(jī)研磨的硅微粉和氣流磨機(jī)粉碎的硅微粉按重量比為6-7:2的比例加入混料機(jī)中，混料機(jī)的轉(zhuǎn)速為25-35轉(zhuǎn)/min，混合15-40分鐘后，即得集成電路封裝用硅微粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求 1所述的高密度集成電路封裝用硅微粉的制備方法，其特征在于，步驟(1)中粒徑偏粗的熔融石英砂再次返回到球磨機(jī)磨腔進(jìn)行研磨，直到中位粒徑達(dá)到13-15um后被分級(jí)。
【文檔編號(hào)】C09C3/04GK103937294SQ201410192236
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年5月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月8日
【發(fā)明者】寇恒志, 陳姍姍, 朱家奎 申請人:連云港華威硅微粉有限公司