Мыспен қапталған плитаға арналған кремний ұнтағының индексіне қойылатын талаптар және даму тенденциясы

Мыспен қапталған плиталар өнеркәсібіндегі металл емес минералды ұнтақ материалдары негізгі бейорганикалық толтырғыш болып табылады, мыс қапталған пластина өндірісі негізінен сәйкес толтырғышты таңдау үшін өнімділігіне сәйкес, әдетте қолданылатын бейорганикалық толтырғыш тальк ұнтағы, алюминий гидроксиді, алюминий тотығы, темір диоксиді, кремний ұнтағы (кремний диоксиді) және т.б. мыс қапталған пластинаның түрлері.

1, кремний ұнтағының өнімділік сипаттамалары

Кремний ұнтағы – табиғи кварцтан (SiO2) немесе балқытылған кварцтан (жоғары температурада балқытудан кейінгі табиғи кварц, аморфты SiO2 салқындату) ұсақтау, ұнтақтау (шарлы ұнтақтау, дірілдеу, ауамен ұнтақтау), суды тазарту және жоғары тазарту арқылы улы емес, дәмсіз, ластамайтын бейорганикалық металл емес материал.

бөртпе

Кремний ұнтағы - бұл оқшаулауды, жылу өткізгіштігін, жылу тұрақтылығын, қышқылға және сілтіге төзімділігін (ЖЖ-дан басқа), тозуға төзімділікті, жалынға төзімділікті, пластинаның иілу беріктігін және өлшемдік тұрақтылығын жақсартуға, пластинаның термиялық кеңею жылдамдығын төмендетуге және мыс қапталған пластинаның диэлектрлік өткізгіштігін жақсартуға мүмкіндік беретін функционалды толтырғыштың бір түрі. Сонымен қатар, шикізаттың мол болуына және кремний ұнтағының төмен бағасына байланысты ол мыс қапталған тақтайшаның құнын төмендетуі мүмкін, сондықтан ол мыс қапталған пластина өнеркәсібінде кеңінен қолданылады.

2, мыс қапталған пластина үшін жиі қолданылатын кремний ұнтағы толтырғыш

Мыспен қапталған пластина өндірісінде кремний ұнтағының қоректену үлесі негізінен екі жалпы пропорцияға (15%-30%) және жоғары толтыру пропорциясына (40%-70%) ие, оның ішінде жоғары толтыру пропорциясы технологиясы көбінесе жұқа мыс қапталған пластина өндірісінде қолданылады. Мыспен қапталған плиталар үшін жиі қолданылатын кремнеземдік ұнтақ толтырғыштары ультра жұқа кристалды кремний ұнтағы, балқытылған кремнезем ұнтағы, композициялық кремний тотығы ұнтағы, сфералық кремний тотығы ұнтағы және белсенді кремний тотығы ұнтағы.

бөртпе

(1) өте жұқа кристалды кремний ұнтағы

Ультра жұқа кристалды кремнезем ұнтағы - жуу, ұсақтау, магниттік бөлу, ультра ұсақ ұсақтау және жіктеу арқылы өңделетін кварц ұнтағының бір түрі. Кристалл кремний ұнтағын мыс қапталған пластина өнеркәсібінде қолдану шет елдерде ертерек басталды, ал отандық кремний ұнтағы өндірушілері 2007 жылы мұндай ұнтақты өндіру мүмкіндігіне ие болды және көп ұзамай пайдаланушылардың тануына ие болды.

Кристалды кремний ұнтағын қолданғаннан кейін мыс қапталған пластинаның қаттылығы, термиялық тұрақтылығы және суды сіңіруі айтарлықтай жақсарды, мыс қапталған пластина нарығының қарқынды дамуымен кристалды кремний ұнтағының өндірісі мен сапасы айтарлықтай жақсарды.

Толтырғыштың шайырдағы дисперсиясын және желімдеу процесінің талаптарын ескере отырып, эпоксидті шайырмен араласқан кезде жиналып қалмас үшін кристалды кремнезем ұнтағын белсендіру керек, содан кейін оны сфералық ұнтақпен бірге қолдану керек немесе толтырғыштың ұсақ бөлшектерінің мөлшері шыны жабыны кезінде желімнің тұтқырлығының күрт жоғарылауына әкеледі, нәтижесінде шыны жабыны.

бөртпе

(2) Балқытылған кремний ұнтағы

Балқытылған кремний ұнтағы жүйесі негізгі шикізат ретінде жоғары температурада балқыту және салқындатудан кейін табиғи кварцты, аморфты кремний диоксидін таңдайды, содан кейін бірегей процесс арқылы өңделеді, жұқа ұнтақтың молекулалық құрылымы реттелген орналасудан ретсіз орналасуға дейін өзгереді. Жоғары тазалығы, төмен сызықтық кеңею коэффициенті, жақсы электромагниттік сәулеленуі, химиялық коррозияға төзімділігі және басқа да тұрақты химиялық сипаттамалары арқасында ол жиі жоғары жиілікті мыс қапталған пластина өндірісінде қолданылады. Жоғары жиілікті байланыс технологиясының дамуымен жоғары жиілікті мыс қапталған плитаға сұраныс артып келеді және оның нарығы жыл сайын 15-20% өсуде, бұл балқытылған кремний ұнтағына сұраныстың синхронды өсуіне әкеледі.

(3) құрама кремний ұнтағы

Композиттік кремнезем ұнтағы – табиғи кварцтан және басқа бейорганикалық металл емес минералдардан (мысалы, кальций оксиді, бор оксиді, магний оксиді және т.б.) жасалған шыны тәрізді кремнеземді ұнтақ материал, оны біріктіру, балқыту, салқындату, ұсақтау, ұнтақтау, сұрыптау және басқа процестер арқылы өңдейді.

Композиттік кремний ұнтағының Mohs қаттылығы шамамен 5, таза кремний ұнтағынан төмен. Баспа платасын (ПХД) өңдеу кезінде ол бит тозуын азайтып қана қоймайды, сонымен қатар мыс қапталған пластинаның термиялық кеңею коэффициентін, иілу беріктігін, өлшемдік тұрақтылығын және басқа да қасиеттерін сақтай алады. Бұл тамаша жан-жақты өнімділігі бар қаптаманың бір түрі. Қазіргі уақытта көптеген отандық мыс қапталған пластина өндірушілері қарапайым кремний ұнтағын ауыстыру үшін композиттік кремний ұнтағын қолдана бастады.

(4) Сфералық кремний ұнтағы

Сфералық кремний ұнтағы - біркелкі бөлшектері бар, сүйір бұрышы жоқ, меншікті бетінің ауданы аз, аққыштығы жақсы, кернеуі төмен және жоғары температурада балқытуға жақын және іріктелген бұрыштық кремний ұнтағын шикізат ретінде сфераға жақын өңдеу нәтижесінде алынған шағын көлемді үлес салмағы бар сфералық кремний ұнтағы. Мыспен қапталған пластиналарды өндіруге арналған шикізатқа қосылған кезде, ол толтыру мөлшерін айтарлықтай арттырады және аралас материал жүйесінің тұтқырлығын азайтады. Өңдеу өнімділігін жақсартыңыз, қапталған шыны талшықты матаның өткізгіштігін жақсартыңыз, эпоксидті шайырды емдеу процесінің шөгуін азайтыңыз, парақтың деформациясын жақсарту үшін термиялық кеңею айырмашылығын азайтыңыз.

бөртпе

Тазалығы 99,8% және орташа бөлшектерінің мөлшері 0,5мкм-1мкм болатын сфералық кремний ұнтағын көбінесе жапондық мыс қапталған пластина өндірушілері пайдаланады.

(5) Белсенді кремний ұнтағы

Кремний диоксиді ұнтағы мен шайыр жүйесі арасындағы үйлесімділікті толтырғыш ретінде белсенді өңделген кремний тотығы ұнтағын пайдалану арқылы жақсартуға болады, ал ылғал мен ыстыққа төзімділік пен полимерлі пластинаның сенімділігін одан әрі жақсартуға болады.

бөртпе

Қазіргі уақытта отандық белсенді кремний ұнтағы өнімдері оның жалғыз кремний қосқыш агентіне байланысты қарапайым араластыру өңдеуі, идеалды емес, ұнтақ пен шайырды араластыру оңай біріктіріледі және көптеген шетелдік патенттер кремний ұнтағын белсенді өңдеуді ұсынды, мысалы, неміс патенті полисилан мен кремний ұнтағын араластыруды ұсынды және ультракүлгін сәулелену, белсенді кремний ұнтағын алу үшін араластырады; Жапондық сарапшылар силандиол туындыларын кремний ұнтағын өңдеуді және араластыру процесінде катализаторларды қосуды ұсынды, осылайша байланыстырушы агент ұнтақты біркелкі орап алады, осылайша эпоксидті шайыр кремний ұнтағымен тамаша комбинацияға қол жеткізе алады.

3, кремний ұнтағы талаптарының орындалуы бойынша мыс қапталған пластина

(1) Кремний ұнтағының бөлшектерінің өлшеміне қойылатын талаптар

Кремний ұнтағы толтырғышты қолданатын мыс қапталған пластинада бөлшектердің мөлшері тым үлкен немесе тым кішкентай болуы мүмкін емес.

Matsushita Electric компаниясы мыналарды ұсынды: электр оқшаулауында мыс қапталған пластинадан жасалған кремний ұнтағының орташа мөлшері 10 мкм-ден асатын бөлшектерді пайдалану азаяды. Бөлшектердің орташа мөлшері 0,05 мкм-ден төмен болғанда, шайыр жүйесінің тұтқырлығы артады және мыс қапталған пластинаның дайындалу қабілетіне әсер етеді.

Kyocera Chemical Company балқытылған кремний ұнтағының орташа бөлшектерінің өлшемі шайыр құрамының жақсы өтімділігін қамтамасыз ету үшін 0,05-2 мкм диапазонында болуы керек, оның бөлшектерінің мөлшері 10 мкм-ден төмен болуы керек деп ұсынды.

Hitachi Chemical Company ұсынды: 'өзара қосарлы' қатынастың ыстыққа төзімділігі мен мыс фольгасының қосылу беріктігін жақсарту үшін синтетикалық кремний ұнтағының орташа бөлшектерінің мөлшері 1-5μm диапазонында сәйкес келеді, ал мыс қапталған пластинада бұрғылау өңдеуін жақсартуға ерекше назар аудару керек 'орташа өлшемге назар аударылады 0 0 m. қолайлырақ.

(2) Кремний ұнтағының морфологиясын таңдау

Балқытылған сфералық кремний диоксидімен, балқытылған мөлдір кремниймен және кейінірек нанокремниймен (шайырмен) салыстырғанда кремний диоксидінің әртүрлі формаларында кристалды кремнийдің шайыр жүйесінің өнімділігіне әсері жақсы емес, мысалы, оның дисперсиясы, шөгуге төзімділігі балқытылған сфералық кремний диоксиді сияқты жақсы емес, жылу соққысына төзімді және жылулық кеңею коэффиценті molentpar сияқты жақсы емес; Жалпы өнімділік нано кремнийден (шайырдан) нашар, бірақ құны мен экономикалық пайдасын ескере отырып, сала жоғары таза кристалды кремний диоксидін қолдануға бейім.

бөртпе

Қазіргі уақытта отандық мыс қапталған кәсіпорындардың көпшілігі бұрынғысынша кристалды кремний ұнтағын пайдаланады. Балқытылған кремний ұнтағының салыстырмалы түрде жоғары бағасынан басқа, оның тиімділігі мен сипаттамалары әлі де түсіну және шағын партияны қолдану сатысында.

Мыс қапталған пластинадағы кремний ұнтағының сорттарын таңдауда, сфералық кремний ұнтағы жапон патентінде көптеген зерттеу нәтижелеріне ие болғанымен (негізінен зертханалық диапазонда) және мыс қапталған пластинаның кейбір қасиеттерін жақсартуға жақсы әсер етеді, оның бағасы жоғары және қазіргі уақытта оны әдеттегі және орташа сортты мыс жалатылған пластиналарда көп мөлшерде қолдану мүмкін емес.

Сондықтан сфералық кремний ұнтағын өндірудің өзіндік құнын төмендетіп, отандық мыс қапталған плиталар өндірушілерімен ынтымақтастықты дамыту және қолдануда жақсы жұмыс жасау маңызды.

Қысқаша айтқанда, кремний ұнтағын қолдану кезінде мыс қапталған пластина өндірушілері қол жеткізілетін өнімділіктің негізгі жобалары мен көрсеткіштеріне, сондай-ақ басқа толтырғыштарды таңдауға, толтырғыштың бетін өңдеу технологиясын қолдануды, құнын және басқа аспектілерді кешенді түрде қарастыруы керек.

4, мыс қапталған пластинаны қолданудағы кремний ұнтағының даму үрдісі

(1) Перспективалы өте жұқа кристалды кремний ұнтағы

Қазіргі уақытта мыс қапталған пластинаға қолданылатын ультра жұқа кремний ұнтағының орташа бөлшектерінің мөлшері 2-3 микронды құрайды және субстрат материалының ультра жұқа бағытқа дамуымен толтырғыштың бөлшектерінің кішірек өлшемі және жылуды жақсырақ таратуы қажет болады. Болашақта мыс қапталған плиталар үшін орташа бөлшектерінің мөлшері 0,5-1 мкм болатын ультра жұқа толтырғыштар қолданылады. Кристалл кремнезем ұнтағы оның жақсы жылу өткізгіштігіне байланысты кеңінен қолданылады. Толтырғыштың шайырдағы дисперсиясын және желімдеу процесінің бірқалыпты дамуын ескере отырып, кристалды кремнезем ұнтағын сфералық ұнтақпен бірге қолдану ықтимал. Кристалды кремний ұнтағынан жақсы жылу өткізгіштігі бар толтырғыштар көп болғанымен, мысалы, глиноземаның сфералық ұнтағы және т.б., олардың бағасы жоғары және болашақта мыс қапталған пластина өндірушілерінің кең ауқымда қолданылуы қиын.

(2) Балқытылған кремний ұнтағы нарығының қарқынды дамуы

Әртүрлі озық коммуникациялық технологиялардың дамуымен әртүрлі жоғары жиілікті жабдықтар кеңінен қолданылды және оның нарығы жыл сайын 15-20 жылдамдықпен өсіп келеді, бұл балқытылған кремний ұнтағы нарығының белгілі бір дәрежеде қарқынды дамуын қамтамасыз етеді.

(3) Тұрақты композиттік кремний ұнтағы нарығы

Қазіргі уақытта отандық мыс қапталған пластина өндірушілерінің көпшілігі кристалды кремний ұнтағын ауыстыру үшін композициялық кремний ұнтағын қолдана бастады және пайдалану үлесін біртіндеп арттырады, композиттік кремний ұнтағы нарығы алдағы екі жылда қанықтылыққа жетеді. Кремний ұнтағын өндірушілер бір уақытта өндірісті ұлғайтуда, сонымен қатар өнім көрсеткіштерін оңтайландыруды жалғастыруда, бұрғылау тозуын одан әрі азайту үшін төменгі қаттылық толтырғышты әзірлеу қажет болады.

(4) Оптимистік жоғары сапалы сфералық ұнтақ нарығы

ПХД субстрат материалдары жіңішкеру бағытында қарқынды дамып келеді, әсіресе HDI көп қабатты тақта субстрат материалдарының ағымдағы жұқаруы көбірек көрінеді. Көптеген портативті электрондық өнімдер оның 'жұқа, жеңіл, кішкентай' және көп функционалды корпусын үздіксіз ілгерілетуде, ПХД-ның көбірек қабаттарын, жұқа қалыңдығын қажет етеді. Миниатюризация және интеграция бағытында электронды өнімдердің дамуымен болашақта HDI тақталарының үлесі артады және сонымен бірге Қытайдың көптеген жерлерінде отандық IC тасымалдаушы тақта жобалары да іске қосылды. Жақсы нарық жағдайында отандық кремний ұнтағы өндірушілері жоғары тазалығы, жоғары өтімділігі, кеңею коэффициенті төмен және бөлшектердің жақсы таралуы бар жоғары сапалы сфералық кремний ұнтағы өнімдерін шығара алуы қажет, сондықтан мыс қапталған пластина өнеркәсібінде сфералық кремний ұнтағын қолдану перспективасы күтуге тұрарлық.

(5) Кремний ұнтағының күтілетін белсенді нарығы

Толтырғыш ретінде белсенді кремний ұнтағын пайдалану мыс қапталған тақтайшаның кейбір қасиеттерін жақсарта алады және белсенді кремний ұнтағы өнімдерін шығару үшін нарықта кремний ұнтағы өндірушілері бар. Дегенмен, егер сіз мыс қапталған пластина саласында белсенді ұнтақты қолдануды ілгерілетуді қаласаңыз, кремний ұнтағы өндірушілерінің ұзақ жолы бар, тек жоғарыдағы ілінісу агенттерін өндірушілердің тығыз ынтымақтастығы қажет емес, сонымен қатар төменгі ағынды мыс қапталған плита өндірушілерінің толық ынтымақтастығы қажет. Модификацияның техникалық мәселелері шешілгенше, белсендірілген кремний ұнтағы нарығы асыға күтуге тұрарлық.