[发明专利]一种球形二氧化硅粉体填料的制备方法、由此得到的粉体填料及其应用

说明书

本发明涉及一种球形二氧化硅粉体填料的制备方法，其包括如下步骤：S1，由R₁SiX₃的加水分解缩合反应来提供包括T单位的球形聚硅氧烷，其中，R₁为氢原子或可独立选择的碳原子1至18的有机基，X为加水可分解基团，T单位为R₁SiO₃‑；S2，在干燥的氧化气体氛围条件下煅烧球形聚硅氧烷，煅烧温度介于850度‑1200度之间，得到低羟基含量的球形二氧化硅粉体填料，该球形二氧化硅粉体填料由选自Q₁单位、Q₂单位、Q₃单位和Q₄单位中的至少一种组成，其中，Q₁单位为Si(OH)₃O‑，Q₂单位为Si(OH)₂O₂‑，Q₃单位为SiOHO₃‑，Q₄单位为SiO₄‑，Q₄单位的含量大于等于95％。根据本发明的球形二氧化硅粉体填料低羟基含量，具有低介电损失和低热膨胀系数，适用于高频高速电路板，半固化片或覆铜板等。

技术领域

本发明涉及电路板，更具体地涉及一种球形二氧化硅粉体填料的制备方法、由此得到的粉体填料及其应用。

背景技术

在5G通讯领域，需要用到射频器件等组装成设备，高密度互连板(high densityinerconnect，HDI)、高频高速板和母板等电路板。这些电路板一般主要由环氧树脂，芳香族聚醚，氟树脂等有机高分子和填料所构成，其中的填料主要是角形或球形二氧化硅，其主要功能是降低有机高分子的热膨胀系数。现有的填料选用球形或角形二氧化硅进行紧密充填级配。

一方面，随着技术的进步，半导体所用的信号频率越来越高，信号传输速度的高速化低损耗化要求填料具有低介电损失和介电常数。材料的介电常数基本取决于材料的化学组成和结构，二氧化硅有其固有的介电常数。另一方面介电损失和填料的极性基团如羟基有关，羟基越多，介电损失越大。传统球形二氧化硅多采用高温火焰加热方式，利用物理熔融或化学氧化来制得球形二氧化硅。火焰一般是LPG，NG等烃类燃料和氧气燃烧形成，火焰中产生大量水分子。因此，所得的氧化硅粉体的内部和表面存在大量极性羟基，导致介电损失增加，不适合5G通讯时代的高频高速电路板的介电性能要求。火焰法的另一个缺点是温度一般高于二氧化硅沸点2230度，导致二氧化硅气化后凝聚产生数十纳米(如50纳米)以下的二氧化硅。球形二氧化硅的比表面积和直径之间存在比表面积＝常数/粒子直径的倒数函数关系，即直径的减小导致比表面积的急剧增加。如直径0.5微米的球形二氧化硅的比表面积计算值是5.6m²/g，50纳米的球形二氧化硅的比表面积计算值是54.5m²/g。比表面积的增大导致吸附水量增加。水分子可以理解为含有两个羟基，会导致氧化硅粉体介电损失急剧恶化。

发明内容

为了解决现有技术中的二氧化硅粉体填料中较高羟基含量的二氧化硅粒子的问题，本发明提供一种球形二氧化硅粉体填料的制备方法、由此得到的粉体填料及其应用。