環(huán)氧模塑料中采用的填料主要是二氧化硅粉(俗稱硅微粉)，具有介電性能優(yōu)異、熱膨脹系數(shù)低、熱導(dǎo)率高及價格低等特點，用它作填充料主要目的是使環(huán)氧模塑料熱膨脹系數(shù)、吸水率、成型收縮率及成本降低；耐熱性、機械強度、介電性能及熱導(dǎo)率提高。硅微粉在環(huán)氧模型料中含量高達60～90%，它們性能優(yōu)劣對環(huán)氧模塑料品質(zhì)有著十分重要的影響。
硅微粉有2類：一是結(jié)晶型硅微粉，它的顆粒外形為角形，因此又稱為角形結(jié)晶型硅微粉；二是熔融型硅微粉，它的顆粒外形有角形的，也有球形的，所以稱為角形熔融型硅微粉和球形熔融型硅微粉。含鈾量低的石英石可加工成低鈾含量的結(jié)晶型硅微粉和熔融型硅微粉。采用化學(xué)合成方法制備的球形熔融型硅微粉鈾含量很低，但價格很高。石英石是結(jié)晶型的二氧化硅石經(jīng)1900～2500℃高溫?zé)坪筠D(zhuǎn)化成熔融型或者稱無定型二氧化硅石塊。結(jié)晶型硅微粉特點是熱導(dǎo)率高、價格低；熔融型硅微粉特點是熱膨脹系數(shù)低、價格較高，合成球形硅微粉鈾含量低但價格昂貴。根據(jù)環(huán)氧模塑料性能及用途不同可采用不同類型的硅微粉，采用鈾含量低的填充料制備的環(huán)氧模塑料可用于塑封超大規(guī)模集成電路，目的是避免現(xiàn)所謂“軟誤差”現(xiàn)象。
微粉顆粒形狀、大小及其分布怎樣？中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會專家介紹說，它的顆粒是球狀的稱為球形硅微粉，顆粒為角狀的稱為角形硅微粉，用掃描電鏡可以清晰辨認(rèn)出。硅微粉的顆粒粒徑一般在0.1～150um范圍內(nèi)，中位粒徑d50=5～50，粒度分布可用激光粒度分布儀測定。硅微粉制備工藝并不十分復(fù)雜，硅微粉是由普通硅石經(jīng)粉碎、純化處理，過篩分類等工序獲得角形結(jié)晶硅微粉，把它高溫熔融后噴射成球，過篩分類則得球形硅微粉，普通硅石經(jīng)熔融、粉碎、純化處理、過篩分類得到角形熔融硅微粉。低a一射線硅石經(jīng)相似工序可獲得低a．射線的角形或球形硅微粉；另一途徑是合成法制備低a-射線的硅微粉，方法是通過控制正硅酸乙酯、四氯化硅的水解制得球形硅微粉。我國石英石礦產(chǎn)豐富，生產(chǎn)角形硅微粉已經(jīng)有20多年歷史，浙江華能硅級粉有限公司、江蘇東海硅微粉廠等單位早就生產(chǎn)。
填料在硅微粉的主要作用是提高熱導(dǎo)率，降低熱膨脹系數(shù)和成型收縮率，還可起到增強作用，提高可靠性；但同時會導(dǎo)致模塑料的黏度增加，降低成型性，所以填充量要選擇適當(dāng)。在使用無機填料的過程中，還要對它進行表面改性。改變填料表面的物理化學(xué)性質(zhì)，提高其在樹脂和有機聚合物中的分散性，增進填料與樹脂等基體的界面相容性，進而提高材料的力學(xué)性能和耐濕性能，是作為填料的礦物粉體表面改性的最主要的目的。粉體的表面改性方法有多種，根據(jù)改性性質(zhì)的不同可分為物理方法、化學(xué)方法、包覆方法，根據(jù)具體工藝的差別分為涂覆法、偶聯(lián)劑法、煅燒法和水瀝濾法，根據(jù)改性作用的性質(zhì)、手段和目的，分為包覆法、沉淀反應(yīng)法、表面化學(xué)法、接枝法、機械化學(xué)法。制備環(huán)氧模塑料時通常采用表面化學(xué)方法改性，即通過表面改性劑與顆粒表面進行化學(xué)反應(yīng)或化學(xué)吸附來完成表面化學(xué)改性。中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會專家表示，一般使用的表面改性劑主要是偶聯(lián)劑、高級脂肪酸及其鹽、不飽和有機酸和有機硅等。
環(huán)氧模塑料中通常使用的表面改性劑是偶聯(lián)劑。偶聯(lián)劑按照化學(xué)結(jié)構(gòu)分為硅烷類、鈦酸酯類、鋯類和有機鉻化合物等類型，偶聯(lián)劑等改性劑對填料表面進行的改性及應(yīng)用主要有預(yù)處理法和整體摻合法。預(yù)處理法是將填料粉體首先進行表面改性再加人到基體中形成復(fù)合體，預(yù)處理法又分為干式處理法和濕式處理法。整體摻合法將塑料等制品的部分加工工藝與填料的改性工藝相結(jié)合，具體過程是：填料與高分子聚合物混煉時加入偶聯(lián)劑原液，然后經(jīng)成型加工或高剪切混合擠出直接制成母料。一般認(rèn)為預(yù)處理改性的效果優(yōu)于整體摻合法，因為在有樹脂存在時偶聯(lián)劑受到稀釋，而且還可能因樹脂的作用而相互結(jié)塊。由于填充料是環(huán)氧模塑料含量最大的組分，所以填充料對環(huán)氧模塑料的力一學(xué)性能、密封性能、電學(xué)性能都有很大的影響。而填充料的表面改性技術(shù)直接影響著環(huán)氧模塑料密封性能及粘接性能，是各環(huán)氧模塑料生產(chǎn)與研究單位的核心技術(shù)。
硅微粉有2類：一是結(jié)晶型硅微粉，它的顆粒外形為角形，因此又稱為角形結(jié)晶型硅微粉；二是熔融型硅微粉，它的顆粒外形有角形的，也有球形的，所以稱為角形熔融型硅微粉和球形熔融型硅微粉。含鈾量低的石英石可加工成低鈾含量的結(jié)晶型硅微粉和熔融型硅微粉。采用化學(xué)合成方法制備的球形熔融型硅微粉鈾含量很低，但價格很高。石英石是結(jié)晶型的二氧化硅石經(jīng)1900～2500℃高溫?zé)坪筠D(zhuǎn)化成熔融型或者稱無定型二氧化硅石塊。結(jié)晶型硅微粉特點是熱導(dǎo)率高、價格低；熔融型硅微粉特點是熱膨脹系數(shù)低、價格較高，合成球形硅微粉鈾含量低但價格昂貴。根據(jù)環(huán)氧模塑料性能及用途不同可采用不同類型的硅微粉，采用鈾含量低的填充料制備的環(huán)氧模塑料可用于塑封超大規(guī)模集成電路，目的是避免現(xiàn)所謂“軟誤差”現(xiàn)象。
微粉顆粒形狀、大小及其分布怎樣？中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會專家介紹說，它的顆粒是球狀的稱為球形硅微粉，顆粒為角狀的稱為角形硅微粉，用掃描電鏡可以清晰辨認(rèn)出。硅微粉的顆粒粒徑一般在0.1～150um范圍內(nèi)，中位粒徑d50=5～50，粒度分布可用激光粒度分布儀測定。硅微粉制備工藝并不十分復(fù)雜，硅微粉是由普通硅石經(jīng)粉碎、純化處理，過篩分類等工序獲得角形結(jié)晶硅微粉，把它高溫熔融后噴射成球，過篩分類則得球形硅微粉，普通硅石經(jīng)熔融、粉碎、純化處理、過篩分類得到角形熔融硅微粉。低a一射線硅石經(jīng)相似工序可獲得低a．射線的角形或球形硅微粉；另一途徑是合成法制備低a-射線的硅微粉，方法是通過控制正硅酸乙酯、四氯化硅的水解制得球形硅微粉。我國石英石礦產(chǎn)豐富，生產(chǎn)角形硅微粉已經(jīng)有20多年歷史，浙江華能硅級粉有限公司、江蘇東海硅微粉廠等單位早就生產(chǎn)。
填料在硅微粉的主要作用是提高熱導(dǎo)率，降低熱膨脹系數(shù)和成型收縮率，還可起到增強作用，提高可靠性；但同時會導(dǎo)致模塑料的黏度增加，降低成型性，所以填充量要選擇適當(dāng)。在使用無機填料的過程中，還要對它進行表面改性。改變填料表面的物理化學(xué)性質(zhì)，提高其在樹脂和有機聚合物中的分散性，增進填料與樹脂等基體的界面相容性，進而提高材料的力學(xué)性能和耐濕性能，是作為填料的礦物粉體表面改性的最主要的目的。粉體的表面改性方法有多種，根據(jù)改性性質(zhì)的不同可分為物理方法、化學(xué)方法、包覆方法，根據(jù)具體工藝的差別分為涂覆法、偶聯(lián)劑法、煅燒法和水瀝濾法，根據(jù)改性作用的性質(zhì)、手段和目的，分為包覆法、沉淀反應(yīng)法、表面化學(xué)法、接枝法、機械化學(xué)法。制備環(huán)氧模塑料時通常采用表面化學(xué)方法改性，即通過表面改性劑與顆粒表面進行化學(xué)反應(yīng)或化學(xué)吸附來完成表面化學(xué)改性。中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會專家表示，一般使用的表面改性劑主要是偶聯(lián)劑、高級脂肪酸及其鹽、不飽和有機酸和有機硅等。
環(huán)氧模塑料中通常使用的表面改性劑是偶聯(lián)劑。偶聯(lián)劑按照化學(xué)結(jié)構(gòu)分為硅烷類、鈦酸酯類、鋯類和有機鉻化合物等類型，偶聯(lián)劑等改性劑對填料表面進行的改性及應(yīng)用主要有預(yù)處理法和整體摻合法。預(yù)處理法是將填料粉體首先進行表面改性再加人到基體中形成復(fù)合體，預(yù)處理法又分為干式處理法和濕式處理法。整體摻合法將塑料等制品的部分加工工藝與填料的改性工藝相結(jié)合，具體過程是：填料與高分子聚合物混煉時加入偶聯(lián)劑原液，然后經(jīng)成型加工或高剪切混合擠出直接制成母料。一般認(rèn)為預(yù)處理改性的效果優(yōu)于整體摻合法，因為在有樹脂存在時偶聯(lián)劑受到稀釋，而且還可能因樹脂的作用而相互結(jié)塊。由于填充料是環(huán)氧模塑料含量最大的組分，所以填充料對環(huán)氧模塑料的力一學(xué)性能、密封性能、電學(xué)性能都有很大的影響。而填充料的表面改性技術(shù)直接影響著環(huán)氧模塑料密封性能及粘接性能，是各環(huán)氧模塑料生產(chǎn)與研究單位的核心技術(shù)。
