非金屬礦物粉體材料在覆銅板行業(yè)是主要的無(wú)機(jī)填料，覆銅板生產(chǎn)過(guò)程中主要根據(jù)其性能來(lái)選擇相應(yīng)的填料，常用的無(wú)機(jī)填料有滑石粉、氫氧化鋁、氧化鋁、二氧化鐵、硅微粉（二氧化硅）等，其中硅微粉（二氧化硅）已是各類覆銅板中一種重要的填料。
1、硅微粉的性能特點(diǎn)
硅微粉是一種無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)污染的無(wú)機(jī)非金屬材料，由天然石英（SiO2）或熔融石英（天然石英經(jīng)高溫熔融、冷卻后的非晶態(tài)SiO2）經(jīng)破碎、粉磨（球磨、振動(dòng)、氣流磨）、浮選、酸洗提純和高純水處理等工藝加工而成。
硅微粉是一種功能性填料，其添加在覆銅板中能提高板材的絕緣性、熱傳導(dǎo)性、熱穩(wěn)定性、耐酸堿性（HF除外）、耐磨性、阻燃性，提高板材的彎曲強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性，減輕板材的熱膨脹率改善覆銅板的介電常數(shù)。同時(shí)，由于硅微粉原料豐富，價(jià)格低廉，能夠減少覆銅板的成本，因此在覆銅板行業(yè)的應(yīng)用日趨廣泛。
2、覆銅板常用的硅微粉填料
在生產(chǎn)覆銅板時(shí)，硅微粉的投料比例主要有一般比例（15%-30%）和高填充比例（40%-70%）兩種，其中高填充比例技術(shù)多用于薄型化覆銅板生產(chǎn)。覆銅板常用的硅微粉填料有超細(xì)結(jié)晶型硅微粉、熔融硅微粉、復(fù)合型硅微粉、球形硅微粉和活性硅微粉。
?。?）超細(xì)結(jié)晶型硅微粉
超細(xì)結(jié)晶型硅微粉是精選優(yōu)質(zhì)石英礦，經(jīng)洗礦、破碎、磁選、超細(xì)碎、分級(jí)等工藝加工而成的石英粉。結(jié)晶型硅微粉在覆銅板行業(yè)中的應(yīng)用在國(guó)外起步較早，國(guó)內(nèi)硅微粉廠家在2007年前后具備此種粉體的生產(chǎn)能力，并很快獲得用戶認(rèn)可。
使用結(jié)晶硅微粉后，覆銅板的的剛度、熱穩(wěn)定性和吸水率都有較大幅度的改善，隨著覆銅板市場(chǎng)的快速發(fā)展，結(jié)晶硅微粉的產(chǎn)量和質(zhì)量都有了較大幅度的提高。
考慮到填料在樹(shù)脂中的分散性和上膠工藝的要求，結(jié)晶型硅微粉必須進(jìn)行活性處理再和球形粉配合使用，避免其與環(huán)氧樹(shù)脂混合時(shí)結(jié)團(tuán)，或是過(guò)小的填料粒徑導(dǎo)致膠液粘度急劇增大，帶來(lái)上膠時(shí)玻璃纖維布浸潤(rùn)性問(wèn)題。
（2）熔融硅微粉
熔融硅微粉系選用天然石英，經(jīng)高溫熔煉冷卻后的非晶態(tài)二氧化硅作為主要原料，再經(jīng)獨(dú)特工藝加工而成的微粉，其分子結(jié)構(gòu)排列由有序排列轉(zhuǎn)為無(wú)序排列。由于具有較高的純度呈現(xiàn)出極低的線膨脹系數(shù)、良好的電磁輻射性、耐化學(xué)腐蝕等穩(wěn)定的化學(xué)特性，常應(yīng)用于高頻覆銅板的生產(chǎn)。隨著高頻通信技術(shù)的發(fā)展，對(duì)高頻覆銅板的需求量越來(lái)越大，其市場(chǎng)每年以15-20%的速度增長(zhǎng)，這必將也帶動(dòng)熔融硅微粉需求量的同步增長(zhǎng)。
?。?）復(fù)合型硅微粉
復(fù)合型硅微粉是以天然石英和其他無(wú)機(jī)非金屬礦物（如氧化鈣、氧化硼、氧化鎂等）為原料，經(jīng)過(guò)復(fù)配、熔融、冷卻、破碎、研磨、分級(jí)等工序加工而成的玻璃相二氧化硅粉體材料。
復(fù)合型硅微粉莫氏硬度在5左右，低于純硅微粉，在印制線路板（PCB）加工過(guò)程中，既能減小鉆頭磨損，又能保持覆銅板的熱膨脹系數(shù)、彎曲強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定等性能，是一種綜合性能比較優(yōu)良的填料。目前國(guó)內(nèi)許多覆銅板廠家已開(kāi)始使用復(fù)合型硅微粉來(lái)代替普通硅微粉。
?。?）球形硅微粉
球形硅微粉是以精選的不規(guī)則角形硅微粉作為原料，通過(guò)高溫近熔融和近球形的方法加工得到的一種顆粒均勻、無(wú)銳角、比表面積小、流動(dòng)性好、應(yīng)力低、堆比重小的球形硅微粉材料，其添加于覆銅板生產(chǎn)原料中，可大幅度增加填充量減小混合材料體系的粘度，改善加工工藝性能，提高上膠玻纖布的滲透性，減小環(huán)氧樹(shù)脂固化過(guò)程的收縮率，減小熱漲差改善板材的翹曲。
日本覆銅板生產(chǎn)廠家多選用的SiO2純度為99.8%、平均粒徑在0.5μm-1μm的球形硅微粉產(chǎn)品。
?。?）活性硅微粉
采用活性處理的硅微粉作填料可以改善硅微粉與樹(shù)脂體系的相容性，進(jìn)一步提高覆銅板的耐濕熱性能和可靠性。
目前，國(guó)產(chǎn)的活性硅微粉產(chǎn)品因其只用硅偶聯(lián)劑簡(jiǎn)單的混合處理，不夠理想，粉體與樹(shù)脂混合時(shí)很容易團(tuán)聚，而國(guó)外有許多專利提出了對(duì)硅微粉的活性處理，例如德國(guó)專利提出用聚硅烷和硅微粉混合，并在紫外線照射下攪拌，獲得活性硅微粉；日本專家提出硅烷二醇衍生物處理硅微粉，并在混合過(guò)程中加入催化劑，使偶聯(lián)劑對(duì)粉體的包裹均勻，從而能使環(huán)氧樹(shù)脂能與硅微粉達(dá)到理想的結(jié)合。
3、覆銅板對(duì)硅微粉性能方面的要求
（1）對(duì)硅微粉粒徑的要求
在覆銅板使用硅微粉填料中，粒徑不可太大也不能太小。
松 下電工公司提出：采用平均粒徑超過(guò)10μm的硅微粉，所制成的覆銅板在電氣絕緣性上會(huì)減小。而平均粒徑低于0.05μm時(shí)，會(huì)造成樹(shù)脂體系粘度有所的增大，影響覆銅板制造的工藝性。
京瓷化學(xué)公司提出：熔融硅微粉平均粒徑宜在0.05-2μm范圍內(nèi)，其中粒徑應(yīng)在10μm以下，這樣才能保證樹(shù)脂組成物的流動(dòng)性良好。
日立化成公司提出：從提高有“相互兩立”關(guān)系的耐熱性與銅箔粘接強(qiáng)度考慮，合成硅微粉的平均粒徑在1-5μm范圍為宜，而在覆銅板要特別注重鉆孔加工性提高的角度“側(cè)重考慮”，那么選擇平均粒徑在0.4-0.7μm更為適合。
（2）對(duì)硅微粉形態(tài)的選擇
在各種形態(tài)的二氧化硅中，與熔融球形二氧化硅、熔融透明二氧化硅以及后來(lái)的納米硅（樹(shù)脂）相比，結(jié)晶型二氧化硅對(duì)樹(shù)脂體系性能的影響都不是zui佳的，例如它的分散性、耐沉降性不如熔融球形二氧化硅，耐熱沖擊性和熱膨脹系數(shù)不如熔融透明二氧化硅；綜合性能更不如納米硅（樹(shù)脂），但從成本和經(jīng)濟(jì)效益上考慮，行業(yè)中更傾向于使用高純度的結(jié)晶型二氧化硅。
目前，在國(guó)內(nèi)的覆銅板企業(yè)中，大多數(shù)還是使用結(jié)晶型硅微粉。熔融型硅微粉除了價(jià)格比較高外，對(duì)它的功效、特性還處于認(rèn)識(shí)及小批量應(yīng)用的階段。
在覆銅板中應(yīng)用選擇硅微粉品種上，盡管球形硅微粉在日本專利中有許多研究成果（多為試驗(yàn)室范圍內(nèi)的成果），且在提高覆銅板某些性能方面有很好的功效，但其價(jià)格較高，目前在常規(guī)、中檔次覆銅板中還無(wú)法大批量應(yīng)用。
因此，減小球形硅微粉生產(chǎn)成本、搞好與國(guó)內(nèi)覆銅板廠家的合作開(kāi)發(fā)、應(yīng)用，是當(dāng)前國(guó)內(nèi)球形硅微粉生產(chǎn)廠家要做的重要之事。
總之，覆銅板廠家在硅微粉應(yīng)用上，需要根據(jù)所要達(dá)到的性能的主要項(xiàng)目、指標(biāo)，以及選用其它填料、填料表面處理技術(shù)的運(yùn)用、成本等各個(gè)方面去綜合考慮。
4、硅微粉在覆銅板中應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)
?。?）大有可為的超細(xì)結(jié)晶型硅微粉
目前，應(yīng)用在覆銅板上的超細(xì)硅微粉平均粒徑在2-3微米，隨著基板材料向超薄化方向發(fā)展，將要求填料具有更小的粒度，更好的散熱性。未來(lái)覆銅板將采用平均粒徑在0.5-1微米左右的超微細(xì)填料，結(jié)晶型硅微粉因具有良好的導(dǎo)熱作用將被廣泛應(yīng)用，考慮到填料在樹(shù)脂中的分散性和保證上膠工藝的順利開(kāi)展，結(jié)晶型硅微粉很可能會(huì)和球形粉配合使用。盡管有不少導(dǎo)熱性比結(jié)晶型硅微粉更好的填料，如氧化鋁球形粉等，但它們價(jià)格高，未來(lái)很難被覆銅板廠家大規(guī)模使用。
（2）快速發(fā)展的熔融硅微粉市場(chǎng)
隨著各類先進(jìn)通信技術(shù)的發(fā)展，多種高頻設(shè)備都已被廣泛應(yīng)用，其市場(chǎng)每年都以15-20的速度增長(zhǎng)，這必將在一定程度上帶動(dòng)熔融硅微粉市場(chǎng)的快速發(fā)展。
（3）穩(wěn)定的復(fù)合型硅微粉市場(chǎng)
目前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)覆銅板廠家已開(kāi)始使用復(fù)合型硅微粉來(lái)代替結(jié)晶型硅微粉，并逐步提高使用比例，復(fù)合型硅微粉的市場(chǎng)將在未來(lái)2年內(nèi)達(dá)到飽和。硅微粉廠家在提高產(chǎn)量的同時(shí)，也在不斷優(yōu)化產(chǎn)品指標(biāo)，為進(jìn)一步減輕鉆頭磨損，開(kāi)發(fā)更低硬度的填料將很必要。
?。?）樂(lè)觀的高端球形粉市場(chǎng)
PCB基板材料正在迅速的向著薄形化方向發(fā)展，特別是HDI多層板當(dāng)前實(shí)現(xiàn)基板材料的薄形化表現(xiàn)得更為突出。許多便攜式電子產(chǎn)品在不斷推進(jìn)它“薄、輕、小”和多功能的情況下，需要PCB的層數(shù)更多、厚度更薄。隨著電子產(chǎn)品向小型化、集成化方向的發(fā)展，未來(lái)HDI板的比重將提高，與此同時(shí)，國(guó)內(nèi)IC載板項(xiàng)目也在國(guó)內(nèi)多地展開(kāi)。在良好的市場(chǎng)環(huán)境下更要求國(guó)內(nèi)硅微粉廠商能夠推出具有高純度、高流動(dòng)性，低膨脹系數(shù)，良好粒度分布的高端球形硅微粉產(chǎn)品，因此球形硅微粉在覆銅板行業(yè)的應(yīng)用前景值得期待。
?。?）可期待的活性硅微粉市場(chǎng)
采用活性硅微粉作填料可以使覆銅板的一些性能得到改善，目前市場(chǎng)上已經(jīng)有硅微粉廠家在推出活性硅微粉產(chǎn)品。但若想在覆銅板領(lǐng)域大量推廣使用活性粉，硅微粉廠家的任重道遠(yuǎn)，不僅需要上游偶聯(lián)劑廠家的密切配合，更需要下游覆銅板廠家的通力合作。只要解決改性的技術(shù)難題，活性硅微粉的市場(chǎng)將值得期待。
