[发明专利]一种低膨胀率和高导热率的超细电子级复合石英粉及其生产方法

说明书

本发明涉及电子级超细石英粉的生产方法，特别是一种低膨胀率和高导热率的超细电子级复合石英粉及其生产方法，所述生产方法包括向结晶石英粉中加入硅酸钠和络合剂，研磨处理进行结晶球形化以及提纯处理，接着清洗石英粉以得到球形度不低于0.85的球形化结晶半成品；然后将球形化结晶半成品与角形结晶石英粉、熔融硅微粉、球形硅微粉复配得到混合粉体，加入表面改性混合液进行包覆改性，接着保温球磨0.5‑5h后出料，经洗涤、干燥得到复合硅微粉；然后对复合硅微粉进行强磁选和精密分级，得到超细电子级复合石英粉；本发明提供的生产方法生产得到的复合石英粉具有低膨胀率和高导热率的优点，可连续规模化生产出满足电子级硅微粉技术要求的产品。

技术领域

本发明涉及电子级超细石英粉的生产方法，特别是一种低膨胀率和高导热率的超细电子级复合石英粉及其生产方法。

背景技术

一般集成电路都是用光刻的方法将电路集中刻制在单晶硅片上，然后接好连接引线和管脚，再用环氧塑封料封装而成。在半导体、集成电路封装中，封装材料能够起到半导体芯片支撑、芯片保护、芯片散热、芯片绝缘和芯片与外电路、光路互连等作用。在电子封装材料中，填料占有较大的份额，而高纯超细石英粉作为填料应用于封装材料具有不可比拟的优势。塑封料的热膨胀率和单晶硅的热膨胀率越接近，则集成电路的工作热稳定性就越好。本领域人员知晓，单晶硅的热膨胀系数为3.5×10^-6K^-1，环氧树脂塑封料的热膨胀系数为(30～50)×10^-6K^-1，而结晶石英粉的热膨胀系数为60×10^-6K^-1，因此现有的结晶石英粉很难适用于大型集成电路的塑封料用填料。

此外，随着电子产品的小型化和集成度的提高，电子产品的热管理问题也成为重要的考虑因素。热界面材料(TIM)可以填补电子产品组件接触面不平整引起的空气间隙，从而使散热能力得以提高。导热垫片或导热硅脂是常见的热界面材料，而结晶硅微粉等高导热填料是导热硅片或导热硅脂的重要组分，可以为全包封和高导热的环氧塑封料提供优良的导热性能。

还有，超细结晶石英粉可以为印刷电路板油线路板提供理想的抗划擦、低热膨胀系数、耐化学性和长期可靠性。以及，汽车点火线圈、高压变压器固封、漆包线漆等产品也通常添加结晶硅微粉来提高其性能。

综上所述，超细结晶石英粉的应用领域十分广泛，但是，现有生产工艺生产得到的超细结晶石英粉在热膨胀性能、导热性能方面仍有所欠缺，难以满足不断发展的集成电路等领域的使用要求，故此，提出了本发明。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种低膨胀率和高导热率的超细电子级复合石英粉的生产方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种低膨胀率和高导热率的超细电子级复合石英粉的生产方法，包括以下步骤：

(1)向结晶石英粉中加入硅酸钠和络合剂，采用精密球磨机系统研磨处理10-25h进行结晶球形化以及提纯处理，接着清洗石英粉以得到球形度不低于0.85的球形化结晶半成品；

(2)将步骤(1)所得球形化结晶半成品与角形结晶石英粉、熔融硅微粉、球形硅微粉复配得到混合粉体，然后加入表面改性混合液，在70-150℃的温度下进行包覆改性，接着保温球磨0.5-5h后出料，经洗涤、干燥得到复合硅微粉；

(3)采用强磁选对步骤(2)制得的复合硅微粉进行含铁杂质和机械铁的分离；

(4)对步骤(3)中磁选后的复合硅微粉进行精密分级，得到中位径为D₅₀＝21-25μm、D₅₀＝16-20μm、D₅₀＝11-15μm和D₅₀＝6-8μm的超细电子级复合石英粉。