高純石英砂一般指SiO2含量高于99.9%的石英微粉，主要應(yīng)用在IC的集成電路和石英玻璃行業(yè)。由于IC技術(shù)的迅猛發(fā)展，對(duì)高純石英砂提出了更高的要求，其中包括將高純石英砂球形化，球形化的石英砂主要應(yīng)用于電子塑封。而球形化的好處是提高塑封材料的使用性能，降低原材料的成本。
國(guó)內(nèi)球形石英砂的主要采用的制備方法主要有火焰熔融法、等離子加熱爐法、化學(xué)合成法、水解法等，目前常用的方法有火焰熔融法、等離子加熱爐法。
1、火焰熔融法
目前，國(guó)內(nèi)各生產(chǎn)廠家主要利用火焰熔融的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)石英粉球形化的量產(chǎn)。該技術(shù)的關(guān)鍵是加熱裝置要求有穩(wěn)定的溫度場(chǎng)、易于調(diào)節(jié)溫度范圍以及不要對(duì)石英粉造成二次污染。
火焰熔融法制備球形石英砂的流程
主要生產(chǎn)設(shè)備包括：粉料定量輸送系統(tǒng)、燃?xì)饬靠刂坪突旌涎b置、氣體燃料高溫火焰噴槍、冷卻回收裝置等。
其成球原理為：高溫火焰噴槍噴出1600-2000℃的高溫火焰，當(dāng)粉體進(jìn)入高溫火焰區(qū)時(shí)其角形表面吸收熱量而呈熔融狀態(tài)，熱量進(jìn)一步被傳遞到粉體內(nèi)部，粉體顆粒完全呈熔融狀態(tài)。
在表面張力的作用下，物體總是要趨于穩(wěn)定狀態(tài)，而球形則是最穩(wěn)定狀態(tài)，從而達(dá)到產(chǎn)品成球目的。
粉體顆粒能否被熔融取決于兩方面：
一是火焰溫度要高于粉體材料的熔融溫度，這就要選擇合適的氣體燃料；
二是保證粉體顆粒熔融所需要的熱量。
t=βωd，式中t為粉體顆粒在火焰中達(dá)到熔融所需要的時(shí)間；β為材料的相關(guān)系數(shù)，如比熱、導(dǎo)熱系數(shù)、密度等；ω為火焰的相關(guān)系數(shù)；d為粉體顆粒粒徑。
根據(jù)粉體顆粒在火焰中達(dá)到熔融所需要的時(shí)間和粉體顆粒在火焰中的速度，得到所需火焰的長(zhǎng)度尺寸，通過(guò)調(diào)節(jié)燃?xì)饬靠刂蒲b置達(dá)到要求。
2、等離子加熱爐法
熱等離子體也叫局部熱力學(xué)平衡等離子體，其主要特征是等離子體中局部的電子溫度、離子溫度以及氣體溫度幾乎一致。電弧等離子體、高頻等離子體以及感應(yīng)等離子體都屬于熱等離子體。
采用高頻等離子體熔融法制備球形石英粉，溫度范圍適中、控制平穩(wěn)、產(chǎn)量高，可達(dá)到較高球化率，因而是一種較合適的生產(chǎn)方法。其原理與工藝與火焰熔融法類(lèi)似，主要是將高溫?zé)嵩醋優(yōu)榈入x子體發(fā)生器。
