[发明专利]一种球形二氧化硅填料的制备方法

说明书

本发明公开了一种球形二氧化硅填料及其制备方法，其中，球形二氧化硅填料包括硅元素和镍元素，镍元素的含量大于等于10ppm，小于等于1000ppm，其他过渡性元素的综合含量小于等于1000ppm。球形二氧化硅填料的体积平均粒径设置为大于等于100nm，小于等于3μm。本发明的一种球形二氧化硅填料，应用于半导体封装，极大地提高了半导体封装的剥离强度，而本发明的一种球形二氧化硅填料的制作方法在制作球形二氧化硅的原料中就添加镍元素，使得最终的球形二氧化硅填料中含有镍元素。

技术领域

本发明涉及半导体填料领域，尤其涉及一种球形二氧化硅填料的制备方法。

背景技术

半导体的封装工序需要用到载板和各种液体，固体，膜状等封装材料。这些封装材料一般由热固性有机树脂和氧化硅填料组成。氧化硅填料的主要功能是降低热固性树脂组成物的热膨胀系数。载板的build up工艺需要用到semi additive process(SAP)。高密度封装如2.5,3D封装时也需要用到build up工艺和SAP。SAP是将含有球形氧化硅的热固化树脂膜经Desmear表面粗化后先整面无电解镀铜，然后光刻，电镀铜形成电路，最后除去光刻胶和光刻胶下面的无电解铜，完成电路形成。由于现有球形氧化硅和无电解铜之间的只有物理结合，导致导电铜膜和树脂绝缘膜之间的剥离强度不足。特别是对于导电膜薄，线宽窄的应用剥离强度不足会导致半导体信赖性下降，极端情况下半导体失效。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是现有技术中球形氧化硅和无电解铜之间只有物理结合，剥离强度不足，导致半导体信赖性下降，甚至会导致半导体失效。为了解决上述问题，本发明提供了一种球形二氧化硅填料的制备方法，将镍原子导入球形氧化硅的粒子中，在铜的无电解化学镀的还原条件下镍原子和铜形成Ni-Cu化学键大大提高了导电铜膜和树脂绝缘膜之间的剥离强度。

为实现上述目的，本发明提供了一种球形二氧化硅填料，包括硅元素和镍元素，镍元素的含量大于等于10ppm，小于等于1000ppm，其他过渡性元素的综合含量小于等于1000ppm。

进一步地，所述球形二氧化硅填料的体积平均粒径设置为大于等于100nm，小于等于3μm。

本发明的又一较佳实施例提供了一种球形二氧化硅填料的制备方法，包括以下步骤：

将含有镍粉的颗粒状硅制作成粉末，成为含镍元素的金属硅粉末；

将含镍金属硅粉末投放入同心三重管烧枪中进行烧制，形成球形二氧化硅。

进一步地，将颗粒状多晶硅和羟基镍粉末混合后用气流磨粉碎至体积平均粒径小于等于20微米的含镍元素金属硅粉末。

进一步地，使用由电镀镍固定的金刚石线锯切切割单晶硅块，切割成体积平均粒径为0.9±0.5微米硅粉的硅锯屑；

将得到的硅锯屑进行过滤，用水清洗后得到硅粉滤饼；

将硅粉滤饼进行干燥并打散，得到体积平均粒径为0.9±0.5微米、镍含量为170±100ppm的金属硅粉。

进一步地，将含镍金属硅粉投放入同心三重管烧枪中烧制，所述同心三重管烧枪包括3层，最外层是氧气管道，中间层是燃气管道，中心管道是金属硅粉的供应管道，金属硅粉利用气体压送。只要气体不和金属硅粉在常温下反应对气体没有限制。气体可为空气，氮气，燃气，或混合气体。在优先地实施例中用了空气。

进一步地，同心三重管烧枪的燃烧温度设置为2500-3500℃，气体压送金属硅粉的流速设置为1-100kg/小时。

进一步地，使用硅烷偶联剂对所述球形二氧化硅填料进行表面处理来增强亲和性。

进一步地，还包括过筛，通过过筛除去粗大颗粒的所述球形二氧化硅填料，以满足半导体封装要求。

技术效果