從覆銅板行業(yè)角度，分析填料的技術(shù)關(guān)注點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)！

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發(fā)表時(shí)間：2019-03-20 10:35來(lái)源：金戈新材料

　　基于填料在覆銅板中的組成情況、功能、使用范圍和用量，可以認(rèn)為填料目前已逐步成為覆銅板的除樹(shù)脂、銅箔、玻纖布以外的第四大主材料。

01　覆銅板填料的應(yīng)用特點(diǎn)

　　目前覆銅板填料使用主要呈現(xiàn)以下特點(diǎn)：

（1）已使用填料的覆銅板種類覆蓋面廣

　　包括普通FR-4、中Tg、高Tg、無(wú)鹵、高頻、高速、IC載板、散熱基板、白色覆銅板等。

　　在普通的FR-4中使用填料，可改善尺寸穩(wěn)定性和耐熱性，降低成本；

　　在中高Tg的產(chǎn)品中使用填料，可降低CTE，提高耐熱性；

　　在無(wú)鹵覆銅板中使用填料，主要是彌補(bǔ)了樹(shù)脂阻燃性不足的問(wèn)題，改善尺寸穩(wěn)定性；

　　在高頻高速覆銅板中使用低Dk的填料，可改善高頻信號(hào)傳輸能力，改善大容量數(shù)據(jù)傳輸能；

　　在IC載板中使用填料，可改善覆銅板的CTE和剛性；

　　在散熱基板中使用高導(dǎo)熱的填料，可改善基板散熱能力，使覆銅板可以更好地勝任大電流、高發(fā)熱的PCB應(yīng)用；

　　在白色覆銅板中使用氧化鋁，可導(dǎo)熱，改善阻燃性和增白；使用TiO2可以提高白色度，有利于提高光反色率。

（2）填料種類多

　　包括硅微粉（結(jié)晶硅微粉、熔融硅微粉、復(fù)合硅微粉、球形硅微粉等）、氫氧化鋁、滑石粉、云母粉、勃姆石、氧化鋁、球形氧化鋁等，但用得最多的是硅微粉和氫氧化鋁。

02　覆銅板業(yè)界對(duì)填料研究的技術(shù)關(guān)注點(diǎn)

（1）相似填料對(duì)覆銅板性能的影響

　　針對(duì)不同類型硅微粉對(duì)覆銅板耐熱性影響進(jìn)行研究，得出“不同類型的硅微粉，其外觀形態(tài)的差異，使得硅微粉與環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)合力存在差異。球形硅微粉因其本身特性，可以改善與環(huán)氧樹(shù)脂的相容性，提高兩者的結(jié)合力，相對(duì)于其他兩種類型的硅微粉，能夠較好地改善覆銅板的耐熱性”。

　　針對(duì)硅微粉對(duì)覆銅板制造工藝及性能的影響進(jìn)行研究，得出各種硅微粉均會(huì)降低樹(shù)脂體系反應(yīng)活性和流動(dòng)性，對(duì)膠液粘度的影響則與樹(shù)脂粘度相關(guān)，對(duì)于板材剛性、耐濕熱型、Z-CTE和韌性均有改善，對(duì)于粘結(jié)性能有不利影響，介電性能則與硅微粉用量和種類有關(guān)，并認(rèn)為球形硅微粉性能表現(xiàn)最優(yōu)。

（2）填料分散技術(shù)

　　包括了分散設(shè)備、填料形態(tài)、表面處理等方面的研究。對(duì)無(wú)機(jī)填料分散技術(shù)進(jìn)行了研究，包括選擇合適的填料粒徑，選用球磨機(jī)、砂磨機(jī)、高速剪切分散機(jī)等設(shè)備進(jìn)行分散，包括介紹了填料漿料的應(yīng)用。當(dāng)然也提到了對(duì)填料進(jìn)行表面改性。

　　對(duì)納米填料的分散設(shè)備進(jìn)行了介紹，包括砂磨機(jī)、輥磨機(jī)、高壓均質(zhì)分散機(jī)等，納米粒子的界面問(wèn)題和團(tuán)聚問(wèn)題的解決需要進(jìn)一步研究。

（3）填料表面處理技術(shù)

　　這是無(wú)機(jī)填料使用在覆銅板中的熱門技術(shù)話題，研究方向主要是表面處理劑、處理工藝、處理設(shè)備、效果表征等方面。

2001年左右日立化成在封裝基板材料制造中，開(kāi)發(fā)出界面控制體系（Filler Interphase Control System，簡(jiǎn)稱FICS）工藝技術(shù)，實(shí)際就是填料的表面偶聯(lián)化處理。

　　對(duì)填料的分散和表面處理進(jìn)行了深入研究，經(jīng)過(guò)硅烷偶聯(lián)劑處理的填料使用TEM測(cè)試顯示表面有一層有機(jī)層，使用后可以降低粘度和改善分散性。還使用高分子聚合物包覆硅微粉，改善了板材的力學(xué)性能。

　　使用處理劑復(fù)配技術(shù)來(lái)改善填料分散穩(wěn)定性，使用長(zhǎng)鏈大分子處理劑的空間位阻效應(yīng)來(lái)減少顆粒團(tuán)聚，采用特殊結(jié)構(gòu)的處理劑來(lái)獲得耐熱性、改善吸潮性等。

▲未經(jīng)過(guò)表面處理和經(jīng)過(guò)表面處理的填料在樹(shù)脂中填充固化后的界面情況

　　對(duì)干法改性和濕法改性進(jìn)行了對(duì)比研究，并用沉降實(shí)驗(yàn)、水-苯體系、紅外光譜分析等手段來(lái)表征表面處理效果，測(cè)出濕法改性效果最佳，但是綜合考量后推薦干法改性，并在鋁基覆銅板使用的填料上面進(jìn)行了驗(yàn)證。

03　覆銅板用填料未來(lái)趨勢(shì)展望

　　基于高頻通訊、高速傳輸、汽車電子、LED、IC封裝載板、小型化等方面電子工業(yè)基本需求和業(yè)界目前的關(guān)注熱點(diǎn)，筆者認(rèn)為未來(lái)覆銅板用填料的趨勢(shì)將會(huì)重點(diǎn)體現(xiàn)在下述方面：

（1）功能化。Low Dk，Low Df，高導(dǎo)熱、阻燃等。

（2）高填充。高填充意味著無(wú)機(jī)填料特性更好的發(fā)揮，包括低CTE、低介電、高導(dǎo)熱等。