一種工業(yè)粉體，一度100%依賴進口，不僅價格十分昂貴，而且使用前還需接受調(diào)查，禁止用于軍工、航空航天等領(lǐng)域，斷貨也時有發(fā)生，屬于被嚴重“卡脖子”的關(guān)鍵材料。

這種高端的工業(yè)粉體是航空航天、超級計算機、5G通訊、軍工、安防等軍民高新技術(shù)領(lǐng)域所需大規(guī)模集成電路封裝及基板的必備關(guān)鍵材料，其十余種制備方法當中又以氣體燃燒火焰法最具工業(yè)化應(yīng)用前景，然而該技術(shù)卻長期被日美韓等國封鎖與壟斷。

它就是能確保大規(guī)模集成電路穩(wěn)定工作的環(huán)氧塑封關(guān)鍵填料——球形硅微粉。對球形硅微粉的制備技術(shù)進行攻關(guān)，在保障國家信息安全、促進礦物資源綜合利用及我國集成電路配套微電子材料國產(chǎn)化等方面都具有極其重要的意義。

制備球形硅微粉是一項跨學科的高難度工程，世界上僅有日本、美國、加拿大、德國和俄羅斯等少數(shù)國家掌握此技術(shù)。由于該技術(shù)涉及高性能芯片技術(shù)的開發(fā)，國外對硅微粉球形化技術(shù)高度保密,獲得的國外產(chǎn)品參數(shù)也不完整、專用設(shè)備更是無法見到。

相比射頻等離子球形化法、直流電弧等離子球形化法、碳極電弧加熱等高溫球形化方法、高溫熔融噴射球形化法，火焰法球形化工藝更加簡化、控制更加容易、能源消耗成本更低且適于工業(yè)放大。

但無論以哪一種方法制備球形硅微粉，最核心的問題還是硅微粉的球形化，主要包括超細微粉的連續(xù)穩(wěn)定輸送、高焓高能的穩(wěn)定溫度場、不對硅微粉造成二次污染的清潔熱源、粘稠的石英熔融霧滴的高效率冷卻與回收等諸多技術(shù)難題。

日本是世界上最早開發(fā)成功球形硅微粉的國家，上世紀80年代開始，日本就申請了大量的火焰制備球形硅微粉的專利。以日本電氣化學株式會社、日本隆森等為主的一批企業(yè)己大批量生產(chǎn)球形硅微粉并運用到航天、超大屏幕電子顯像和大規(guī)模集成電路中。

近些年，由江蘇聯(lián)瑞新材料股份有限公司、南京理工大學、廣東生益科技股份有限公司三家單位緊密合作，經(jīng)過十余年的艱辛攻關(guān)，攻克了一系列的技術(shù)壁壘與瓶頸，所研發(fā)出的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的火焰法制備電子級球形硅微粉的工藝技術(shù)及成套裝備與應(yīng)用技術(shù)，終于打破了國外技術(shù)壟斷與封鎖。

據(jù)獲獎項目公示，該技術(shù)已建成年產(chǎn)9000噸的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線，形成了系列化產(chǎn)品。產(chǎn)品經(jīng)國內(nèi)外集成電路封裝及基板多家知名客戶應(yīng)用，替代進口并出口日韓。該項目產(chǎn)品目前國內(nèi)市場占有率約65%，迫使進口產(chǎn)品平均價格下降50%以上。

該技術(shù)經(jīng)專家鑒定為：“項目總體技術(shù)達到國際先進水平，其中產(chǎn)品的球形度、球化率、磁性異物指標達到國際領(lǐng)先水平。”

經(jīng)粉體網(wǎng)編輯的梳理，發(fā)現(xiàn)該項技術(shù)具有以下的創(chuàng)新點：

（1）理論上，揭示了在火焰中硅微粉成球的規(guī)律及影響因素，提出了顆粒成球溫度場、氣流場、物料流的表征方法及協(xié)同作用機制；

（2）工藝上，通過流量、壓力、頻率等多參數(shù)協(xié)同調(diào)控與優(yōu)化，掌握了溫度場、氣流場、物料流調(diào)控技術(shù)，開發(fā)出防顆粒融聚、完全燃燒控制等技術(shù)；

（3）裝備上，設(shè)計出了防積碳燃燒器和防粘壁新型爐膛，獲得了高效、作業(yè)周期長的成套工藝自動化控制系統(tǒng)及制備球形硅微粉成套設(shè)備。

此外，針對高表面能、難分散球形硅微粉在集成電路封裝及基板中的大規(guī)模應(yīng)用，該項目發(fā)明了應(yīng)用于不同極性有機體系的球形硅微粉改性技術(shù)，開發(fā)出多種體系的球形硅微粉有機漿料。