Sebagai-bahan bukan logam bukan organik-berprestasi tinggi, wasap silika disediakan terutamanya daripada kuarza asli atau kuarza bercantum melalui satu siri prosedur pemprosesan halus, termasuk penghancuran, pengelasan, pengisaran, pengasingan magnet, pengapungan dan penjerukan asid. Antaranya, sebatian pengacuan epoksi (EMC) yang diperbuat daripada wasap silika sfera mempamerkan kepekatan tegasan rendah dan kekuatan tinggi, menjadikannya lebih sesuai untuk litar bersepadu (IC) daripada wasap silika sudut. Sementara itu, asap silika sfera boleh mengurangkan lelasan pada peralatan dan acuan semasa pembuatan produk berkaitan.
Sebagai bahan pengisi teras untuk pembungkusan litar bersepadu, wasap silika digunakan terutamanya dalam dua bidang utama: sebatian pengacuan epoksi dan laminat bersalut tembaga (CCL). Dalam sebatian pengacuan epoksi, wasap silika menyumbang 70–90% daripada jumlah komposisi. Pekali pengembangan haba yang rendah dan sifat dielektrik yang sangat baik secara berkesan mengurangkan tekanan dalaman dalam sebatian acuan, mengurangkan risiko keretakan cip, dan meningkatkan pelesapan haba dan kekuatan mekanikal. Ia juga melindungi cip daripada hakisan oleh kelembapan luaran dan habuk, menyesuaikan diri dengan lebih daripada 97% senario pembungkusan semikonduktor.
Dalam bidang laminat bersalut kuprum-, asap silika meningkatkan rintangan haba, kestabilan dimensi dan ketepatan penggerudian substrat. Asap silika bersfera tinggi-, dengan kecairan yang baik dan kadar pengisian yang tinggi, digunakan terutamanya dalam aplikasi-tinggi seperti-frekuensi tinggi dan-kuprum berkelajuan tinggi-laminat dan substrat IC. Melalui penggabungan serbuk dengan saiz zarah yang berbeza, sifat elektrik dan mekanikal laminat bersalut kuprum-dioptimumkan lagi, menyokong pembangunan litar bersepadu ke arah pengecilan dan ketumpatan tinggi.
Teknologi penyediaan asap silika sfera untuk litar bersepadu terutamanya dibahagikan kepada dua kategori: kaedah fizikal dan kaedah kimia. Kaedah fizikal termasuk pencairan nyalaan dan rawatan plasma, manakala kaedah kimia termasuk kaedah sol-gel, kaedah mikroemulsi, kaedah pemendakan kimia, kaedah semburan, dan kaedah fasa wap.
Kaedah Fizikal
Pencairan nyalaan ialah teknologi yang menggunakan-pasir kuarza ketulenan tinggi dikisar, diayak, ditulenkan, dan kemudian dimasukkan ke dalam-medan suhu tinggi yang dijana oleh gas-pembakaran oksigen. Serbuk cair pada suhu tinggi dan kemudiannya disejukkan untuk membentuk-asap silika sfera ketulenan tinggi.
Rawatan plasma menggunakan tenaga plasma yang tinggi untuk memproses bahan. Berbanding dengan kaedah plasma, pencairan nyalaan menampilkan proses yang matang dan mudah, kos rendah, kebolehkawalan yang mudah, kecekapan pengeluaran yang tinggi dan kebolehlaksanaan yang lebih besar untuk-pengeluaran industri berskala besar.
Kaedah Kimia
Kaedah sol-gel melibatkan satu siri tindak balas kimia (hidrolisis, pemeluwapan, dll.) bagi sebatian organik atau bukan organik logam dalam fasa cecair untuk membentuk sistem sol. Selepas penuaan, zarah koloid dalam sol secara beransur-ansur berpolimer menjadi gel, yang kemudiannya dikeringkan, diawet, dan diproses untuk mendapatkan produk akhir.
Kaedah mikroemulsi menggunakan surfaktan untuk mengemulsi dua pelarut tidak larut ke dalam sistem penyebaran mikro-seragam. Penyerakan-mikro ini bertindak sebagai mikroreaktor, di mana nukleasi dan pertumbuhan zarah pepejal terkurung dalam mikroreaktor individu, akhirnya menghasilkan zarah sfera halus.
Kerpasan kimia biasanya menggunakan silikat sebagai sumber silikon dan asid tak organik atau organik sebagai pengasid, dengan penambahan surfaktan yang sesuai. Asap silika sfera diperoleh dengan mengawal keadaan tindak balas untuk membentuk mendakan, diikuti dengan pencucian, pengeringan, dan pengkalsinan.
Kaedah semburan adalah teknik biasa untuk penyediaan serbuk. Untuk wasap silika sfera, prekursor silika disuntik ke dalam alat semburan dan diatomkan ke dalam titisan halus. Didorong oleh tegangan permukaan, titisan cenderung membentuk bentuk sfera dan kemudiannya dikeringkan untuk menghasilkan asap silika sfera.
Kaedah fasa wap secara langsung menggunakan gas atau menukar bahan kepada gas melalui cara teknikal tertentu, membenarkan tindak balas fizikal atau kimia dalam keadaan gas. Zarah kemudian terpeluwap dan tumbuh semasa penyejukan untuk membentuk zarah nano.
Asap silika sfera yang disediakan dengan kaedah kimia mempunyai ketulenan tinggi dan saiz zarah yang boleh dikawal secara seragam. Walau bagaimanapun, produk daripada kaedah seperti kaedah sol-gel dan pemendakan kimia cenderung menggumpal. Selain itu, bahan mentah yang digunakan dalam proses kimia-terutamanya surfaktan yang biasa digunakan-adalah mahal, meningkatkan kos pengeluaran dengan ketara. Cabaran lain termasuk penyingkiran kekotoran organik yang sukar, aliran proses yang kompleks, syarat penyediaan yang ketat dan keperluan peralatan yang tinggi. Oleh itu, pengeluaran industri asap silika sfera melalui kaedah kimia masih mempunyai perjalanan yang panjang.