石英粉（同石英砂）又稱硅微粉。 石英砂是一種堅(jiān)硬、耐磨、化學(xué)性能穩(wěn)定的硅酸鹽礦物，其主要礦物成分是SiO2 ，石英砂的顏色為乳白色、或無色半透明狀，硬度7，性脆無解理，貝殼狀斷口，油脂光澤，密度為2.65，堆積密度(20-200目為1.5)，其化學(xué)、熱學(xué)和機(jī)械性能具有明顯的異向性，不溶于酸，微溶于KOH溶液，熔點(diǎn)1650℃。從礦山開采出的石英石經(jīng)加工后，一般細(xì)度在120目以下（小于120目）的產(chǎn)品稱石英砂。超過120目的產(chǎn)品稱為石英粉。

石英粉分干法和水法兩種生產(chǎn)方式，各種常規(guī)規(guī)格：100M，150M，200M，325M，400M，600M，1500M及2000M(M為目數(shù))。另外也可按客戶要求加工異型規(guī)格，要求粒度分布的一般也可加工。

工業(yè)上將石英粉(砂)常分為：普通石英砂(粉)，精制石英砂，高純石英砂，熔融石英砂及硅微粉等。

普通石英砂(粉)

SiO2≥90—99% Fe2O3≤0.06—0.02%,耐火度1750---1800℃，外觀部分大顆粒，表面有黃皮包囊。粒度范圍1—320目，可按用戶要求粒度生產(chǎn)。主要用途：冶金，墨碳化硅，建材，搪瓷，鑄鋼，濾料，泡花堿，化工，噴砂等行業(yè)。

精制石英砂(粉)

又稱酸洗石英砂，SiO2≥99—99.5% Fe2O3≤0.02—0.015%,精選優(yōu)質(zhì)礦石進(jìn)行復(fù)雜加工而成。粒度范圍用1—380目，可按用戶要求生產(chǎn)，外觀白色或結(jié)晶狀。主要用途：濾料，高級(jí)玻璃，玻璃制品，耐火材料，熔煉石類，精密鑄造，噴砂，輪磨材等。

高純石英砂(粉)

SiO2≥99.5—99.9% Fe2O2≤0.005%，是采用1—3級(jí)天然水晶石和優(yōu)質(zhì)天然石類，經(jīng)過精心挑選，精細(xì)加工而成。粒度范圍1—0.5mm, 0.5—0.1mm, 0.1—0.01mm, 0.01—0.005mm,可按用戶要求生產(chǎn)。主要用途：高級(jí)玻璃，電子填充料，熔煉石類，精密鑄造，化工，陶瓷等。

硅微粉

SiO2:99.5%min-99.0%min,Fe2O3:0.02%max,Al2O3:0.3% max, size:200-2000目, 外觀為灰色或灰白色粉末﹑耐火度>1600℃。容重：200～250千克/立方米.

硅微粉作為一種填料應(yīng)用到覆銅板中，不但可降低成本，還能改進(jìn)覆銅板的某些性能（如熱膨脹系數(shù)、彎曲強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性等），是真正的功能性填料，因此，市場上產(chǎn)量最大的FR-4覆銅板主要采用硅微粉作為填料。

1、覆銅板常用的幾種硅微粉

目前，覆銅板用硅微粉主要分為以下幾類：

（1）結(jié)晶型硅微粉

即精選優(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。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。

（2）熔融硅微粉

即精選具有優(yōu)質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)的石英原料，經(jīng)酸浸、水洗、風(fēng)干、再經(jīng)高溫熔融、破碎、人工分揀，磁選、超細(xì)碎、分級(jí)等工藝精制而成的硅微粉。

相比結(jié)晶型硅微，它具有更低的密度（2.2g/cm3），更低的介電常數(shù),更低的熱膨脹系數(shù)（0.5×10-6/K），該種粉體主要在高頻覆銅板中作為填料使用。

在高頻技術(shù)持續(xù)發(fā)展的今天，從傳統(tǒng)1GHZ以下的頻率發(fā)展到2G、3G、5G乃至更高頻率，覆銅板的介電常數(shù)Dk和損耗因子Df就成為應(yīng)用在高頻領(lǐng)域特別重要的指標(biāo)。覆銅板的Dk高會(huì)使信號(hào)在傳遞過程中速度變慢，Df高會(huì)使信號(hào)在傳遞過程中產(chǎn)生損耗，因此如何降低覆銅板的Dk和Df成為覆銅板業(yè)界研究的熱點(diǎn)問題。

目前常用的降低Dk、Df的方法有：選用低Dk、Df的樹脂和選用低Dk、Df的玻璃纖維。降低玻璃纖維的Dk、Df主要通過改變玻璃纖維的化學(xué)成份來實(shí)現(xiàn)，即改變玻璃的熔制配方來實(shí)現(xiàn)，需要上游廠家密切配合才可能實(shí)現(xiàn)，而選取Low-Dk、Df的樹脂也很困難，因?yàn)榇祟悩渲ǔr(jià)格較高且可加工性較差。因此在非特殊情況下，覆銅板廠家更愿意通過對(duì)環(huán)氧樹脂進(jìn)行改性和添加填料來降低板材的Dk和Df值，熔融硅微粉作為填料就是一個(gè)很好的選擇。

（3）復(fù)合型硅微粉

復(fù)合型硅微粉又稱低硬度硅微粉。采用數(shù)種無機(jī)礦物經(jīng)精確配比熔制成無定型態(tài)玻璃體，經(jīng)破碎、磁選、超細(xì)碎、分級(jí)等工藝加工而成的硅微粉。

此種粉體莫氏硬度在5.5左右，二氧化硅的成份被大大降低，化學(xué)成份的改變，可以有效降低硅微粉硬度，減小鉆頭在鉆孔制程中的磨損，減小鉆孔過程中的粉塵污染。

（4）球形硅微粉

指顆粒個(gè)體呈球狀，通過高溫將形狀不規(guī)則石英粉顆粒瞬間熔融使其在表面張力的作用下球化，后經(jīng)冷卻、分級(jí)、混合等工藝加工而成的硅微粉。此種粉的流動(dòng)性較好，在樹脂中的填充率較高，做成板材后內(nèi)應(yīng)力低、尺寸穩(wěn)定、熱膨脹系數(shù)低。

球形硅微粉技術(shù)在日本已經(jīng)非常成熟，目前國內(nèi)也有幾個(gè)廠家可批量生產(chǎn)環(huán)氧塑封料用球形粉。由于球形粉的價(jià)格很高，目前在覆銅板行業(yè)未能大規(guī)模使用，少量用在IC載板、HDI板等領(lǐng)域，相信隨著覆銅板向高端的發(fā)展，球形粉的應(yīng)用將與日俱增。

（5）活性硅微粉

即向硅微粉添加適量偶聯(lián)劑，在適當(dāng)?shù)臏囟认赂男远傻墓栉⒎邸４朔N粉添加在樹脂中具有很低的粘度，和樹脂的結(jié)合性能強(qiáng)，做成的板材具有很好的抗剝離強(qiáng)度，優(yōu)異的耐高溫性能，同時(shí)還可以改善鉆孔性能。

但目前覆銅板廠家所采用的樹脂體系不盡相同，硅微粉生產(chǎn)廠商很難做到同一種產(chǎn)品適用所有用戶的樹脂體系，且覆銅板廠由于使用習(xí)慣，更愿意自己添加改性劑，因此活性硅微粉在覆銅板行業(yè)的推廣使用尚須時(shí)日。

2、硅微粉在覆銅板中應(yīng)用的發(fā)展趨勢

（1）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，考慮到填料在樹脂中的分散性和保證上膠工藝的順利開展，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)格非常高，未來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

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，其市場每年都以15-20%的速度增長，這必將在一定程度上帶動(dòng)熔融硅微粉市場的快速發(fā)展。

（3）穩(wěn)定的復(fù)合型硅微粉市場

目前國內(nèi)大多數(shù)覆銅板廠家已開始使用復(fù)合型硅微粉來代替結(jié)晶型硅微粉，并逐步提高使用比例，復(fù)合型硅微粉的市場將在未來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)一步降低鉆頭磨損，開發(fā)更低硬度的填料將非常必要。

（4）樂觀的高端球形粉市場

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HDI板的比重將明顯提高，與此同時(shí)，國內(nèi)IC載板項(xiàng)目也在全國多地展開。在良好的市場環(huán)境下更要求國內(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)用前景非常值得期待。

（5）可期待的活性硅微粉市場

采用活性硅微粉作填料可以使覆銅板的一些性能得到明顯改善，目前市場上已經(jīng)有硅微粉廠家在推出活性硅微粉產(chǎn)品，但使用效果較差。國外通常用十幾種偶聯(lián)劑對(duì)硅微粉進(jìn)行改性，國內(nèi)往往只用一種或幾種，且粉體往往產(chǎn)生團(tuán)聚，改性劑對(duì)粉體包裹布均勻，很難達(dá)到理想的改性效果。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，活性硅微粉的市場將非常值得期待。

來源：徐建棟,黃運(yùn)雷.硅微粉填料在覆銅板中應(yīng)用的展望[C].第十四屆中國覆銅板技術(shù)·市場研討會(huì)論文集.