Křemičitý úlet je jako vysoce{0}}výkonný anorganický nekovový funkční materiál-připravován převážně z přírodního křemene nebo taveného křemene řadou jemných postupů zpracování, včetně drcení, klasifikace, mletí, magnetické separace, flotace a moření kyselinou. Mezi nimi epoxidové lisovací hmoty (EMC) vyrobené ze sférického křemičitého úletu vykazují nízkou koncentraci napětí a vysokou pevnost, díky čemuž jsou vhodnější pro integrované obvody (IC) než úhlový křemičitý úlet. Mezitím může sférický křemičitý dým snížit otěr zařízení a forem během výroby souvisejících produktů.
Jako výplňový materiál jádra pro obaly integrovaných obvodů se křemičitý úlet používá hlavně ve dvou hlavních oblastech: epoxidové lisovací hmoty a měděné-lamináty (CCL). V epoxidových formovacích hmotách tvoří křemičitý úlet 70–90 % z celkového složení. Jeho nízký koeficient tepelné roztažnosti a vynikající dielektrické vlastnosti účinně snižují vnitřní pnutí ve formovacích směsích, snižují riziko praskání třísek a zlepšují odvod tepla a mechanickou pevnost. Také chrání čipy před erozí vnější vlhkostí a prachem a přizpůsobuje se více než 97 % scénářů balení polovodičů.
V oblasti mědí-plátovaných laminátů zvyšuje křemičitý úlet tepelnou odolnost, rozměrovou stabilitu a přesnost vrtání substrátů. Vysoce-sférický křemičitý úlet se svou dobrou tekutostí a vysokou rychlostí plnění se používá hlavně ve špičkových-aplikacích, jako jsou vysoko-frekvence a vysokorychlostní{5}}mědí-plátované lamináty a IC substráty. Skládáním prášků s různou velikostí částic se dále optimalizují elektrické a mechanické vlastnosti měděných-laminátů, což podporuje vývoj integrovaných obvodů směrem k miniaturizaci a vysoké hustotě.
Technologie přípravy sférického křemičitého úletu pro integrované obvody se dělí především do dvou kategorií: fyzikální metody a chemické metody. Fyzikální metody zahrnují tavení plamenem a plazmové zpracování, zatímco chemické metody zahrnují metodu sol–gel, mikroemulzní metodu, metodu chemického srážení, metodu rozprašování a metodu v plynné fázi.
Fyzikální metody
Tavení plamenem je technologie, při které se vysoce-křemenný písek mele, prosévá, čistí a poté přivádí do pole o vysoké teplotě- generovaného spalováním plynu-kyslíku. Prášek taje při vysokých teplotách a následně se ochladí, aby se vytvořil sférický křemičitý dým o vysoké-čistotě.
Plazmové zpracování využívá vysokou energii plazmy ke zpracování materiálů. Ve srovnání s plazmovou metodou se tavení plamenem vyznačuje vyspělými a jednoduchými procesy, nízkou cenou, snadnou ovladatelností, vysokou efektivitou výroby a větší proveditelností pro velko-průmyslovou výrobu.
Chemické metody
Metoda sol–gel zahrnuje řadu chemických reakcí (hydrolýza, kondenzace atd.) organických nebo anorganických sloučenin kovů v kapalné fázi za vzniku sol systému. Po stárnutí koloidní částice v solu postupně polymerují do gelu, který se následně suší, vytvrzuje a zpracovává za účelem získání konečného produktu.
Mikroemulzní metoda používá povrchově aktivní látky k emulgaci dvou nemísitelných rozpouštědel do jednotného mikro-disperzního systému. Tyto mikro-disperze fungují jako mikroreaktory, kde jsou nukleace a růst pevných částic omezeny v jednotlivých mikroreaktorech a nakonec produkují jemné kulovité částice.
Chemické srážení obecně používá křemičitan jako zdroj křemíku a anorganické nebo organické kyseliny jako okyselovací činidla, s vhodným přidáním povrchově aktivních látek. Sférický oxid křemičitý se získává řízením reakčních podmínek za vzniku sraženin, následovaným promytím, sušením a kalcinací.
Sprejová metoda je běžnou technikou pro přípravu prášku. U sférického dýmu oxidu křemičitého se prekurzor oxidu křemičitého vstřikuje do rozprašovacího zařízení a rozprašuje se na jemné kapičky. Kapičky, poháněné povrchovým napětím, mají tendenci vytvářet kulovité tvary a poté jsou sušeny za vzniku sférického křemičitého úletu.
Metoda v plynné fázi přímo využívá plyny nebo přeměňuje materiály na plyny pomocí určitých technických prostředků, které umožňují fyzikální nebo chemické reakce v plynném stavu. Částice pak během ochlazování kondenzují a rostou za vzniku nanočástic.
Sférický křemičitý úlet připravený chemickými metodami se vyznačuje vysokou čistotou a rovnoměrně regulovatelnou velikostí částic. Produkty z metod, jako je metoda sol–gel a chemické srážení, však mají tendenci aglomerovat. Suroviny používané v chemických procesech-zejména běžně používané povrchově aktivní látky-jsou navíc drahé a výrazně zvyšují výrobní náklady. Mezi další výzvy patří obtížné odstraňování organických nečistot, složité procesní toky, přísné podmínky přípravy a vysoké požadavky na vybavení. Průmyslová výroba sférického křemičitého úletu chemickými metodami má proto před sebou ještě dlouhou cestu.