उच्च प्रदर्शन वाली अकार्बनिक गैर-धात्विक कार्यात्मक सामग्री के रूप में, सिलिका धूआं मुख्य रूप से प्राकृतिक क्वार्ट्ज या फ्यूज्ड क्वार्ट्ज से बारीक प्रसंस्करण प्रक्रियाओं की एक श्रृंखला के माध्यम से तैयार किया जाता है, जिसमें क्रशिंग, वर्गीकरण, पीसने, चुंबकीय पृथक्करण, प्लवनशीलता और एसिड पिकलिंग शामिल है। उनमें से, गोलाकार सिलिका धूआं से बने एपॉक्सी मोल्डिंग यौगिक (ईएमसी) कम तनाव एकाग्रता और उच्च शक्ति प्रदर्शित करते हैं, जो उन्हें कोणीय सिलिका धूआं की तुलना में एकीकृत सर्किट (आईसी) के लिए अधिक उपयुक्त बनाता है। इस बीच, गोलाकार सिलिका धूआं संबंधित उत्पादों के निर्माण के दौरान उपकरण और साँचे में घर्षण को कम कर सकता है।
एकीकृत सर्किट पैकेजिंग के लिए मुख्य भराव सामग्री के रूप में, सिलिका धूआं मुख्य रूप से दो प्रमुख क्षेत्रों में लगाया जाता है: एपॉक्सी मोल्डिंग यौगिक और कॉपर क्लैड लैमिनेट्स (सीसीएल)। एपॉक्सी मोल्डिंग यौगिकों में, सिलिका धूआं कुल संरचना का 70-90% होता है। इसके थर्मल विस्तार का कम गुणांक और उत्कृष्ट ढांकता हुआ गुण मोल्डिंग यौगिकों में आंतरिक तनाव को प्रभावी ढंग से कम करते हैं, चिप क्रैकिंग के जोखिम को कम करते हैं, और थर्मल अपव्यय और यांत्रिक शक्ति में सुधार करते हैं। यह 97% से अधिक सेमीकंडक्टर पैकेजिंग परिदृश्यों के अनुकूल चिप्स को बाहरी नमी और धूल से होने वाले क्षरण से भी बचाता है।
कॉपर क्लैड लैमिनेट्स के क्षेत्र में, सिलिका धूआं सब्सट्रेट की गर्मी प्रतिरोध, आयामी स्थिरता और ड्रिलिंग सटीकता को बढ़ाता है। अपनी अच्छी तरलता और उच्च भरने की दर के साथ, उच्च {{2}गोलाकार सिलिका धूआं, मुख्य रूप से उच्च {{3}अंत अनुप्रयोगों जैसे उच्च {{4}आवृत्ति और उच्च {{5}स्पीड कॉपर {{6}क्लैड लैमिनेट्स और आईसी सब्सट्रेट्स में उपयोग किया जाता है। विभिन्न कण आकारों वाले पाउडर के संयोजन के माध्यम से, तांबे के लेमिनेट के विद्युत और यांत्रिक गुणों को और अधिक अनुकूलित किया जाता है, जो लघुकरण और उच्च घनत्व की दिशा में एकीकृत सर्किट के विकास का समर्थन करता है।
एकीकृत सर्किट के लिए गोलाकार सिलिका धूआं की तैयारी प्रौद्योगिकियों को मुख्य रूप से दो श्रेणियों में विभाजित किया गया है: भौतिक विधियां और रासायनिक विधियां। भौतिक तरीकों में ज्वाला पिघलना और प्लाज्मा उपचार शामिल हैं, जबकि रासायनिक तरीकों में सोल-जेल विधि, माइक्रोइमल्शन विधि, रासायनिक अवक्षेपण विधि, स्प्रे विधि और वाष्प चरण विधि शामिल हैं।
भौतिक विधियाँ
फ्लेम मेल्टिंग एक ऐसी तकनीक है जिसमें उच्च {{0}शुद्धता वाले क्वार्ट्ज रेत को पीसकर, छानकर, शुद्ध किया जाता है और फिर गैस-ऑक्सीजन दहन से उत्पन्न उच्च तापमान वाले क्षेत्र में डाला जाता है। पाउडर उच्च तापमान पर पिघलता है और बाद में उच्च शुद्धता वाले गोलाकार सिलिका धुएं को बनाने के लिए ठंडा किया जाता है।
प्लाज्मा उपचार सामग्री को संसाधित करने के लिए प्लाज्मा की उच्च ऊर्जा का उपयोग करता है। प्लाज्मा विधि की तुलना में, लौ पिघलने में परिपक्व और सरल प्रक्रियाएं, कम लागत, आसान नियंत्रणीयता, उच्च उत्पादन दक्षता और बड़े पैमाने पर औद्योगिक उत्पादन के लिए अधिक व्यवहार्यता शामिल है।
रासायनिक विधियाँ
सोल-जेल विधि में सोल प्रणाली बनाने के लिए तरल चरण में धातु के कार्बनिक या अकार्बनिक यौगिकों की रासायनिक प्रतिक्रियाओं (हाइड्रोलिसिस, संघनन, आदि) की एक श्रृंखला शामिल होती है। उम्र बढ़ने के बाद, सोल में कोलाइडल कण धीरे-धीरे एक जेल में बदल जाते हैं, जिसे बाद में सुखाया जाता है, ठीक किया जाता है और अंतिम उत्पाद प्राप्त करने के लिए संसाधित किया जाता है।
माइक्रोइमल्शन विधि दो अमिश्रणीय सॉल्वैंट्स को एक समान सूक्ष्म फैलाव प्रणाली में इमल्सीकृत करने के लिए सर्फेक्टेंट का उपयोग करती है। ये सूक्ष्म - फैलाव माइक्रोरिएक्टर के रूप में कार्य करते हैं, जहां ठोस कणों का न्यूक्लियेशन और विकास व्यक्तिगत माइक्रोरिएक्टर के भीतर सीमित होता है, जो अंततः बारीक गोलाकार कणों का उत्पादन करता है।
रासायनिक वर्षा आम तौर पर सिलिकेट को सिलिकॉन स्रोत के रूप में और अकार्बनिक या कार्बनिक एसिड को एसिडिफायर के रूप में उपयोग करती है, जिसमें सर्फेक्टेंट का उचित जोड़ होता है। गोलाकार सिलिका धूआं अवक्षेप बनाने के लिए प्रतिक्रिया स्थितियों को नियंत्रित करके, उसके बाद धोने, सुखाने और कैल्सीनेशन द्वारा प्राप्त किया जाता है।
स्प्रे विधि पाउडर तैयार करने की एक सामान्य तकनीक है। गोलाकार सिलिका धुएं के लिए, एक सिलिका अग्रदूत को एक स्प्रे डिवाइस में इंजेक्ट किया जाता है और बारीक बूंदों में परमाणुकृत किया जाता है। सतह के तनाव से प्रेरित होकर, बूंदें गोलाकार आकार बनाती हैं और फिर गोलाकार सिलिका धुएं का उत्पादन करने के लिए सूख जाती हैं।
वाष्प चरण विधि सीधे गैसों का उपयोग करती है या कुछ तकनीकी साधनों के माध्यम से सामग्री को गैसों में परिवर्तित करती है, जिससे गैसीय अवस्था में भौतिक या रासायनिक प्रतिक्रियाएं होती हैं। कण फिर संघनित होते हैं और ठंडा होने पर बढ़ते हैं और नैनोकण बनाते हैं।
रासायनिक तरीकों से तैयार गोलाकार सिलिका धूआं में उच्च शुद्धता और समान रूप से नियंत्रणीय कण आकार होते हैं। हालाँकि, सोल-जेल विधि और रासायनिक अवक्षेपण जैसी विधियों के उत्पाद एकत्रित हो जाते हैं। इसके अलावा, रासायनिक प्रक्रियाओं में उपयोग किए जाने वाले कच्चे माल विशेष रूप से आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले सर्फेक्टेंट महंगे होते हैं, जिससे उत्पादन लागत में काफी वृद्धि होती है। अन्य चुनौतियों में कार्बनिक अशुद्धियों को दूर करना, जटिल प्रक्रिया प्रवाह, कड़ी तैयारी की स्थिति और उच्च उपकरण आवश्यकताएं शामिल हैं। इसलिए, रासायनिक विधियों के माध्यम से गोलाकार सिलिका धुएं के औद्योगिक उत्पादन को अभी भी एक लंबा रास्ता तय करना है।