【摘 要】
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随着电子通信技术的飞速发展,对大规模集成电路以及半导体元器件的性能要求越来越高,使其向着大规模、小型化、高性能的方向发展,因此对制备集成电路以及芯片原材料的性能要求越来越高。硅微粉作为原材料中保护芯片的重要组分,其性能的优劣对芯片能否正常高效的工作至关重要。硅微粉是环氧塑封料中重要的填充剂,它的物理化学性质直接决定着环氧塑封料对芯片的保护性能,而硅烷偶联剂的水解程度大大影响着硅烷偶联剂改性硅微粉的
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随着电子通信技术的飞速发展,对大规模集成电路以及半导体元器件的性能要求越来越高,使其向着大规模、小型化、高性能的方向发展,因此对制备集成电路以及芯片原材料的性能要求越来越高。硅微粉作为原材料中保护芯片的重要组分,其性能的优劣对芯片能否正常高效的工作至关重要。硅微粉是环氧塑封料中重要的填充剂,它的物理化学性质直接决定着环氧塑封料对芯片的保护性能,而硅烷偶联剂的水解程度大大影响着硅烷偶联剂改性硅微粉的改性效果,从而本文从硅微粉的超细粉碎、硅烷偶联剂的水解、硅微粉表面改性三个方面入手,对环氧塑封料用硅微粉展开了实验研究,实验结果如下:（1）通过改变粉碎介质、分级轮转速得到不同成品粒度的硅微粉,并且对比不同粉碎介质下成品的产量、能耗成本,得出一个制备超细硅微粉节能且高效的粉碎工况。研究结果表明:高温蒸汽的粉碎能力比常温空气和高温空气的粉碎能力有很大的提升,使用高温蒸汽制备出来的硅微粉粒度更细、产量更大且能耗更低。其产量为常温空气的2.5倍、高温空气的1.25倍;能耗仅为常温空气的20.9%,高温空气的37.1%。在使用高温过热蒸汽的条件下,改变分级机的转速,得到不同粒度的成品硅微粉,结果发现,随着分级轮转速的升高,硅微粉的成品粒度向着更细粒级偏移聚集,粒度分布也更加集中,在分级轮转速为3000r/min时,硅微粉的成品粒度D50=2.71μm。（2）得到了硅烷偶联剂KH550的较优的水解条件。改变水解溶液的种类、水解溶液不同的配比、水解溶液的p H值,通过对水解溶液电导率的监测,从而对硅微粉的水解程度进行评估。表明使用偶联剂、乙醇及去离子水的混合溶液对偶联剂进行水解最为有利,其中溶液的比例为V硅烷偶联剂:V乙醇:V水=1:1:9,水解溶液的p H=4。（3）得出了使用硅烷偶联剂对硅微粉表面进行改性的最佳改性条件参数。探究了硅烷偶联剂的用量、改性温度、改性时间对硅微粉表面改性效果的影响。通过改性后硅微粉的吸油值、活化指数对改性效果进行评估、并采用红外光谱对改性结果进行验证。结果表明,在硅烷偶联剂的添加量为4%、改性温度为100℃、改性时间为120min时,超细硅微粉的改性效果最好,其活化指数可以达到82.4%、吸油值为0.264 ml/g。改性后硅微粉的红外光谱图中,有新的官能团的吸收峰出现,表明改性成功。硅微粉的超细粉碎为硅微粉的表面改性处理提供了原材料,而硅烷偶联剂的水解条件参数优化使得硅微粉的表面改性实验得以有一个更优的改性条件,完成了一条环氧塑封料用硅微粉从超细粉碎到表面改性节能高效的工艺流程。
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