半导体芯片制造时，得用一种叫“四氟化碳”的气体刻蚀，这气体特别“霸道”，会腐蚀接触到的金属、陶瓷。后来发现氧化钇能挡住它，但普通氧化钇喷涂后有个麻烦——会变红，还容易掉渣、强度不够，污染芯片就麻烦了。更关键的是，要让它不变红，还得有好的流动性、合适的颗粒大小，这几个要求互相“打架”，国内很多工厂都搞不定。而咱们这款产品，就解决了“防红”这个核心难题，还满足了粗糙度、附着力、硬度这些关键要求，不管是面板还是半导体用，都达标~、

半导体专用氧化铝热喷涂粉，其性能跟普通氧化铝有着本质的区别，表现在首先，涂层具有极高的抗电强度，其抗电高达6KV以上；其次，涂层的维氏硬度大于HV800以上；第三，涂层的附着力大于12MPa；第四，熔射上粉率大于12um；第五，涂层封孔后没有色差，第六，涂层白度大于90，且无***；第七，涂层粗糙度小于4um；第八，涂层孔隙率低于3%；第九，涂层通电工作后，无打火、漏气现象；第十，涂层使用周期不低于六个月；十一，投放市场的显示屏无蓝屏和宕机现象；十二，要求氧化铝涂层具有高度独特的η相，其占比大于75%，余相为α相，这一指标只有我们和日本福吉米公司能做到。

中国生产氧化铝喷涂粉有几十家，但是能用在以京东方等十几家大型上市集团的上游代工企业没有一家，具体表现在涂层的粗糙度偏高、阻抗较小、通电后出现打火、漏气及涂层提前脱落现象、孔隙率较大、封胶后色差明显、附着力低下、空隙率偏高、无η相及显示器会出现蓝屏及宕机现象。

半导体集成电路极距迭代的摩尔定律同样出现在静电卡盘应用中。为了增加带线的几何尺寸，降低加工成本，需要加大静电卡盘的静电引力，对氧化铝喷涂粉提出更高的要求：一、粉体粒径趋向于小尺寸化的同时，便于增加涂层的内聚力和附着力，降低涂层的孔隙率和表层粗糙度，从而增加涂层的耐蚀功能，延长使用寿命；二、小尺寸化同时，需要粉体微粒之间具有更小的剪切力和较小的堆积角，动态下具有较高的流动性，克服法拉第笼效应，增加熔射的沉积效率，降低涂覆成本；三、在小于常规热喷涂粉通用粒径，直至1微米以下亚纳米状态，要求粉体松比处于高额极限数值，这样，不但可以减少未熔颗粒占比、增加粉体上粉率、熔射效率、涂层内聚力及抗蚀力。

半导体专用氧化铝热喷涂粉，日本福吉米指标如下：中卫粒径28-32um，松比1.7-1.8g/cm3，休止角小于30度，包括***蓝屏和宕机的隐性指标。这些都是日本福吉米几十年研发效应积累，是氧化铝热喷涂粉天花板级的技术指南。同样是等离子体熔射工艺（SPS），我们国内氧化铝喷涂粉要么粒径偏高、要么松比偏小、要么流动性较差，或者三者据其二，有的还有黑点，多个指标互相制衡，更不用提及涂层打火、漏气、及显示器蓝屏宕机的缺陷隐患。

本团队采用***的原料和工艺，制成的氧化铝热喷涂粉涂层，经深圳惠科股份有限公司使用后，损坏周期超半年以上（静电卡盘，档案号：H4-MCM-DE418003100001-210401-03，惠科四厂；档案号：H5-MCM-DE-425003100001-200515-02），达到日本福吉米同行标准。优化后的小粒径粉体经熔射后涂层性能与物***相沉积（EBPVD）相近，在调试过程中捕捉了氧化铝η相产生的缘由、机理及调节方向，运用独特的制粉工艺及表面改性，使得η相产生的“铁锤”效应非常明显，它与剩余α相交相映辉，协同形成内聚力***的陶瓷涂层，其附着力达到20MPa以上、涂层致密度达到***以上、硬度达到HV980，其工艺技术展示涂层的“鸡尾酒效应”***。

虽然EBPVD涂层的孔隙率在0.2-0.5%，致密度、附着力、耐蚀力参数较好，但是，要形成10um厚的陶瓷膜层，要经过40小时以上的淀积时间，平均厚度40??/min，不但要购置昂贵被卡脖子的进口镀膜设备、设立很窄的工艺参数，原料靶材同样源于进口，其生产效率***低下，在8带线以上需求静电卡盘的外型尺寸（长x宽）：3000x3000，巨大的制品无法上机，更不上说在其苛刻的工艺环境下进行加工；而SPS等离子体熔射工艺仅需涂覆两次，加工时间不超过10分钟。喷涂粉参数的改变，使得等离子体熔射工艺的普及、使用深度得到了长足发展，其膜层性能接近EBPVD工艺。

氧化铝热喷涂粉，适合等离子体熔射参数除高纯外，必须具有匹配的粒径、松装密度及流动性，且粉体均一无***，这四个项目是熔射（coating）硬性指标。在其它参数不变时，粉体粒径越小，其沉积效率和剥离强度越高，在此影射下的涂层空隙、表层硬度、耐蚀性及使用寿命均等趋好。在传统工艺下，当粉体粒径小于30um时，松比不变，其流动性呈下降趋势，熔射时会出现卡粉、断射现象，造成涂层厚度不均匀。为了减小粉体粒径，增加松比和流动性，本团队进行无数次试验，终于发现了符合热喷涂粉***性征的加工途径及工艺原理：当粉体制浆粒径变小时，同样的烧结温度，粉体的松比上升，当提高烧结温度时，粉体的流动性下降，呈现“西红柿”效应（朝阳易红、背阴呈青），温场中的粉体由于存在辐射或传导温差，其团聚体内部因温度施加的能量差异导致相邻微粒出现点阵排列不同，宏观方面的几何形状微变产生局部偏重，使得微粒间的摩擦力变大，导致粉体流动性随温度升高呈反比例下降；制浆粒度较小时，温度升高，松装密度增大（二氧化硅除外），高温对流动性影响比较明显；制浆粒度较大时，中温以上粉体的流动性下降明显。由此，温度决定了粉体的流动性和松装密度。无数次试验，氧化铝原粉的表面能反映下的晶相种类、粒径大小及生产工艺，对热喷涂粉制作影响不大，跟后期制粉工序和表面改性及热处理方式有关；同样，氧化钇热喷涂粉，不但高度关注粉体的侵蚀势垒，同时防止粉体因高能等离子浆自由基侵蚀，使熔射后低能晶体释氧产生晶格缺陷，使得涂层内聚力下降，导致涂层在刻蚀气体缓慢化学腐蚀下提前脱落。粉体的粒径、松比及流动性仍是关注重心。

氧化钇涂层的物理色度控制，和硅酸钇（防黑）、铝酸钇（防红）掺锆氧化钇（防黄），国内暂无公司能做，而这些细分领域品种，是光刻机、蚀刻机芯片印刷电路其工艺腔，对于不同卤素包括氟化氩等离子气源防氟侵蚀***的专用涂层材料。

本团队通过新工艺，克服了粉体因粒径减小增加团聚体之间内聚力对体积力的影响；克服了热场温差“西红柿”效应对粉体团聚体单体微粒集中度改变产生的偏重；克服了粉体颗粒触点及剪切力对粉体流动性影响，将SPS工艺涂层性能做到新高度，媲美EBPVD；在相同加工对象上，对标日本福吉米公司氧化铝和日本新越公司氧化钇热喷涂粉功能，堪称二号光刻胶，其技术难度和隐性参数同样鲜为人知。氧化铝、氧化锆、氧化钇及其复合物，通过相通原理，自制出符合半导体、新能源所需的新型功能涂层，包括氧化铝导热粉和热障涂层氧化锆，具有划时代意义！

以球型氧化铝为主及其球型氮化硼、金刚石导热粉，是电子元器件热控管理***、制造散热片、油脂布、相变片、散热胶、散热板等融合助剂，广泛应用于热界面材料、电子封装材料、新能源汽车、5G通信、低空经济、储能系统、LED照明、导热基板、金属陶瓷领域及研磨抛光材料等，其应用领域广泛，市场体量大，有着明显的社会效应和经济效益。

导热粉，顾名思义要求粉体热导系数趋高，其技术考量集中在热导效率上。在制成长晶距趋于单晶体工艺方向上，不但要克服粉体晶粒长大因原粉团聚体残留对声子行程缩短的影响，同时还要克服等离子体瞬时熔融速冷结晶，带来表胀内缩不同步形成的球型空壳储层气体，产生热散射降低热导率的品质隐患。这是国内热衷于等离子体主流生产工艺，该工艺球型较好，但因空心热导较小。本团队通过改变升降温速率、热场停留时间和受热方式等热工制度，达到致密度高的球型热沉材料和下游导热胶片、导热胶板、硅胶片的界面材料。

半导体用防腐（防氟）热喷涂粉，以氧化钇及其复合物（掺锆氧化钇、掺铝氧化钇、掺硅氧化钇）为主，它主要用于光刻机、蚀刻机暴露的电子元器件和金属、陶瓷部件，包括刻蚀腔体的壁板、支架、运输盘、手臂、导轨、垫圈、上部电极、静电吸盘、加热盘、喷嘴、分散盘等表层涂覆；液晶显示屏用（行业通称面板）氧化铝热喷涂粉，主要用在下部电极（静电卡板）上做绝缘涂层产生静电引力，稳固液晶显示屏进行离子注等工序，是液晶显示器加工过程***高阻抗的优良界面材料。