中國建材聯(lián)合會

中國建材聯(lián)合會提名2019年國家科技獎項目公示內(nèi)容項目名稱火焰法制備電子級球形SiO2微粉成套技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化及集成電路應用提名單位中國建筑材料聯(lián)合會通訊地址北京市海淀區(qū)三里河路11號()郵政編碼聯(lián) 系 人羅 寧聯(lián)系電話010-電子郵箱傳 真010-提名單位（專家）意見集成電路產(chǎn)業(yè)是支撐經(jīng)濟社會發(fā)展和保障國家安全的戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性和先導性產(chǎn)業(yè)。電子級球形SiO2微粉是大規(guī)模集成電路的必備關(guān)鍵戰(zhàn)略材料，在航空航天、超級計算機、5G通訊、軍工、安防等軍民高新技術(shù)領(lǐng)域具有諸多應用。長期以來，我國由于受到嚴格的技術(shù)封鎖，一直未突破電子級球形SiO2微粉制備技術(shù)，因而嚴重制約了中國集成電路封裝及集成電路基板行業(yè)的發(fā)展。該項目通過近十余年的技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)業(yè)化建設(shè)，自力更生打破了國外技術(shù)壟斷與封鎖，突破了火焰法制備電子級球形SiO2微粉的防爐膛粘壁、防積炭、防融聚、粒度調(diào)控等關(guān)鍵工藝技術(shù)，研發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的工業(yè)化生產(chǎn)成套裝備，制備出高純度、高球形度、高球化率的產(chǎn)品，發(fā)明了球形SiO2微粉在有機體系中應用關(guān)鍵技術(shù)。專家鑒定認為：“項目總體技術(shù)達到國際先進水平，其中產(chǎn)品的球形度、球化率、磁性異物指標達到國際領(lǐng)先水平?！痹擁椖拷ǔ闪四戤a(chǎn)9000噸的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線，形成了系列化產(chǎn)品。該項目近三年累計實現(xiàn)收入約30億元，實現(xiàn)凈利潤約4億元，實現(xiàn)稅收約1.6億元。獲得授權(quán)發(fā)明專利18件，制定了2項國家標準。該項目屬于新型非金屬材料行業(yè)的重大技術(shù)創(chuàng)新，是“跨學科，跨行業(yè)，跨領(lǐng)域”的技術(shù)課題。該項目推動了我國非金屬礦深加工的技術(shù)進步，具有良好的安全節(jié)能環(huán)保效果，對關(guān)鍵材料的自主保障具有重要意義。提名該項目為國家科學技術(shù)進步獎二等獎。項目簡介該項目屬于非金屬新材料領(lǐng)域，涉及到特種功能無機非金屬材料在集成電路中的應用。電子級球形SiO2微粉（通稱球形硅微粉）是航空航天、超級計算機、5G通訊、軍工、安防等軍民高新技術(shù)領(lǐng)域所需大規(guī)模集成電路封裝及基板的必備關(guān)鍵材料，其制備方法以氣體燃燒火焰法最具有工業(yè)化應用前景，當時該技術(shù)被日美韓等國封鎖與壟斷。我國集成電路封裝和基板企業(yè)所用球形SiO2微粉100%依賴進口，價格十分昂貴，并且使用前需接受調(diào)查，禁止用于軍工、航空航天等領(lǐng)域，經(jīng)常斷貨，極大地限制了我國集成電路高端產(chǎn)品的開發(fā)，影響了國家信息產(chǎn)業(yè)安全和健康發(fā)展。我國急需自力更生、自主創(chuàng)新攻克一系列技術(shù)壁壘，打破國外的技術(shù)封鎖與壟斷，形成自主知識產(chǎn)權(quán)，并建成產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線基地，滿足國內(nèi)市場需求，不再受制于人。電子級球形SiO2微粉的制備技術(shù)是一項跨學科、跨領(lǐng)域、跨行業(yè)的綜合性極強的高新技術(shù)，技術(shù)難度極大。該項目通過產(chǎn)學研用緊密合作，經(jīng)過十余年的艱辛攻關(guān)，攻克了一系列技術(shù)壁壘與瓶頸，終于研發(fā)出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的火焰法制備電子級球形SiO2微粉的工藝技術(shù)及成套裝備與應用技術(shù)，取得了以下創(chuàng)新：（1）揭示了SiO2微粉在火焰中成球的規(guī)律和影響因素，提出了顆粒成球溫度場、氣流場、物料流的表征方法及協(xié)同作用機制，為工藝設(shè)計提供了理論依據(jù)。（2）通過流量、壓力、頻率等多參數(shù)協(xié)同調(diào)控與優(yōu)化，掌握了溫度場、氣流場、物料流調(diào)控技術(shù)，開發(fā)出防顆粒融聚、完全燃燒控制等技術(shù)，確立了火焰法制備球形SiO2微粉生產(chǎn)工藝。（3）創(chuàng)新設(shè)計出了防積碳燃燒器和防粘壁新型爐膛，獲得了高效、作業(yè)周期長的成套工藝自動化控制系統(tǒng)及制備球形SiO2微粉成套設(shè)備。（4）發(fā)明了應用于不同極性有機體系的球形SiO2微粉改性技術(shù)，開發(fā)出多種體系球形SiO2微粉有機漿料，實現(xiàn)了高表面能、難分散球形SiO2微粉在集成電路封裝及基板中的大規(guī)模應用。該項目建立了五條電子級球形SiO2微粉產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線，年生產(chǎn)能力9000噸。該項目產(chǎn)品經(jīng)國內(nèi)外集成電路封裝及基板多家知名客戶應用，達到或超過國外同類先進產(chǎn)品水平，替代進口并出口日韓。該項目產(chǎn)品目前國內(nèi)市場占有率約65%，迫使進口產(chǎn)品平均價格下降50%以上。該項目近三年累計實現(xiàn)銷售收入約30億元，實現(xiàn)凈利潤約4億元，實現(xiàn)稅收約1.6億元。該項目產(chǎn)品還用于神州飛船、長征運載火箭等高新工程及國防重點裝備，經(jīng)濟與社會效益良好。 鑒定專家委員會認為：“項目總體技術(shù)達到國際先進水平，其中產(chǎn)品的球形度、球化率、磁性異物指標達到國際領(lǐng)先水平”。該項目授權(quán)專利26件（其中發(fā)明專利18件），發(fā)表論文12篇，出版著作2部，制定國家標準2項?？陀^評價1、國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)的比較（1）經(jīng)國家硅材料深加工產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心檢測，項目產(chǎn)品技術(shù)指標與國外同類先進產(chǎn)品相當（相關(guān)數(shù)據(jù)在主要技術(shù)創(chuàng)新內(nèi)容中表述）。 （2）經(jīng)建筑材料工業(yè)技術(shù)情報研究所科技查新，結(jié)論如下：在所列國內(nèi)外檢索范圍內(nèi)，除本查新項目組成員申請的部分相關(guān)專利外，檢出的相關(guān)文獻涉及本項目部分特點，但未見有與本項目“大規(guī)模集成電路封裝及IC基板用球形硅微粉產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)與應用”查新點所述技術(shù)特征完全相同的國內(nèi)外公開文獻報道。（3）產(chǎn)品已在軍民多個領(lǐng)域推廣應用，經(jīng)國內(nèi)外多家集成電路封裝和基板行業(yè)知名客戶使用，認為“達到或超過國外同類先進產(chǎn)品水平”。2、鑒定與驗收（1）2010年“大規(guī)模集成電路封裝及IC基板用球形硅微粉產(chǎn)業(yè)化”項目通過了江蘇省科技廳專家組驗收，驗收評價為“產(chǎn)品各項技術(shù)指標率先達到或部分超過國際先進水平”。（2）2018年中國建筑材料聯(lián)合會組織對“大規(guī)模集成電路封裝及IC基板用球形硅微粉產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)與應用”項目進行了鑒定，鑒定專家委員會認為“項目總體技術(shù)達到國際先進水平，其中產(chǎn)品的球形度、球化率、磁性異物指標達到國際領(lǐng)先水平?！?、國家檢測中心技術(shù)檢測報告經(jīng)國家硅材料深加工產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心檢測，微米級球形SiO2微粉目標產(chǎn)品：球形度0.958、球化率98.3%。4、獲獎情況獲得省部級一等獎1項。應用情況依托項目技術(shù)，已建立了五條電子級球形SiO2微粉產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線，年生產(chǎn)能力9000噸?？缮a(chǎn)系列化微米和亞微米產(chǎn)品（D50=0.2-50微米），合格率98%以上。項目產(chǎn)品經(jīng)國內(nèi)外多家集成電路封裝和基板行業(yè)知名客戶使用，達到或超過國外同類先進產(chǎn)品水平，替代進口并出口日韓。目前產(chǎn)品國內(nèi)市場占有率約65%，迫使進口產(chǎn)品平均價格下降50%以上。主要應用單位情況如下：序號單位名稱應用技術(shù)應用對象及規(guī)模應用的起止時間單位聯(lián)系人/電話1江蘇聯(lián)瑞新材料股份有限公司整體技術(shù)球形SiO2微粉生產(chǎn)線5條，生產(chǎn)能力9000噸。2009年至今朱剛0518-2廣東生益科技股份有限公司電子級球形SiO2微粉產(chǎn)品集成電路基板，年用量約120噸。2010年至今羅俐3江蘇華海誠科新材料股份有限公司電子級球形SiO2微粉產(chǎn)品半導體器件及集成電路封裝材料，年用量約800噸。2011年至今蔣慧娟0518-4科化新材料泰州有限公司電子級球形SiO2微粉產(chǎn)品集成電路封裝用環(huán)氧塑封料，年用量約1100噸。2012年至今黃娟0523-5衡所華威電子有限公司電子級球形SiO2微粉產(chǎn)品半導體及大規(guī)模集成電路封裝材料，年用量約300噸。2011年至今諶濤濤0518-6長興電子材料（昆山）有限公司電子級球形SiO2微粉產(chǎn)品半導體器件、集成電路等封裝用環(huán)氧塑封料，年用量約560噸。2013年至今於露清0512-7江蘇中鵬新材料股份有限公司電子級球形SiO2微粉產(chǎn)品環(huán)氧塑封料，年用量約320噸。2013年至今楊丹丹0518-8北京中新泰合電子材料科技有限公司電子級球形SiO2微粉產(chǎn)品集成電路塑封料，年用量約220噸。2009年至今杜京京010-889468619廣州宏仁電子工業(yè)有限公司電子級球形SiO2微粉產(chǎn)品銅箔基板、半固化片、多層電路芯板，年用量約10噸。2016年至今李宏途10成都航天通信設(shè)備有限責任公司集成電路基板用于高新工程及重點裝備的神州飛船、長征運載火箭等。2010年至今秦勇11中國航天科技集團有限公司第九研究院第七七一研究所集成電路基板用于國防重點裝備的長征系列火箭、天宮系列等。2016年至今王猛主要知識產(chǎn)權(quán)和標準規(guī)范等目錄知識產(chǎn)權(quán)（標準）類別知識產(chǎn)權(quán)（標準）具體名稱國家（地區(qū)）授權(quán)號（標準編號）授權(quán)（標準發(fā)布）日期證書編號（標準批準發(fā)布部門）權(quán)利人（標準起草單位）發(fā)明人（標準起草人）發(fā)明專利（標準）有效狀態(tài)發(fā)明專利高端覆銅板用球形二氧化硅微粉的制備方法中國ZL 2016 1 .12018-8-21江蘇聯(lián)瑞新材料股份有限公司張建平姜兵曹家凱有效發(fā)明專利亞微米級球形二氧化硅微粉的制備方法中國ZL 2015 1 .72018-4-13江蘇聯(lián)瑞新材料股份有限公司張建平姜兵有效發(fā)明專利一種熱固性樹脂組合物以及含有它的預浸料、覆金屬箔層壓板和印制電路板 中國ZL 2016 1 .72017-11-21廣東生益科技股份股份有限公司邢燕俠柴頌剛陳文欣杜翠鳴有效發(fā)明專利電子級超細硅微粉干法表面改性方法中國ZL 2008 1 .32013-3-20江蘇聯(lián)瑞新材料股份有限公司李曉冬有效發(fā)明專利一種用于形成天線用的介質(zhì)基板的介質(zhì)層的樹脂組合物及用途中國ZL 2013 1 .12015-8-19廣東生益科技股份股份有限公司顏善銀劉潛發(fā)蘇民社殷衛(wèi)峰許永靜有效發(fā)明專利機械力化學改性硅微粉的制備方法中國ZL 2013 1 .42016-2-3江蘇聯(lián)瑞新材料股份有限公司張建平姜兵王敏有效發(fā)明專利電子級低熱膨脹系數(shù)覆銅板用超細硅微粉的生產(chǎn)方法中國ZL 2008 1 .62010-12-8江蘇聯(lián)瑞新材料股份有限公司阮建軍有效發(fā)明專利一種石英材料電導率的檢測方法中國ZL 2013 1 .82016-3-2江蘇聯(lián)瑞新材料股份有限公司李冬芹曹家凱有效發(fā)明專利一種粉體材料中磁性物檢測的方法中國ZL 2013 1 .32017-1-18江蘇聯(lián)瑞新材料股份有限公司王紅斌姜兵王敏有效國家標準電子封裝用球形二氧化硅微粉中態(tài)晶體二氧化硅含量的測試方法XRD法中國GBT 36655-20182018-9-17國家市場監(jiān)督管理總局、中國國家標準化管理委員會江蘇聯(lián)瑞新材料股份有限公司等曹家凱阮建軍已發(fā)布主要完成人情況姓名排名職務/職稱工作單位完成單位對本項目技術(shù)創(chuàng)造性貢獻李曉冬第一總經(jīng)理/高級工程師江蘇聯(lián)瑞新材料股份有限公司江蘇聯(lián)瑞新材料股份有限公司項目總負責人，提出總體思路、技術(shù)路線、研究和開發(fā)方案，參與工藝技術(shù)開發(fā)與推廣應用。對以下工作做出了突出貢獻：（1）創(chuàng)新點二中硅微粉表面處理與顆粒分散技術(shù)；（2）創(chuàng)新點四中球形SiO2微粉應用技術(shù)。李鳳生第二國家粉體中心主任/教授南京理工大學南京理工大學項目技術(shù)主要負責人。對以下工作做出了突出貢獻：（1）創(chuàng)新點一中硅微粉在火焰中成球的原理、規(guī)律和影響因素揭示，并用于指導技術(shù)開發(fā)；（2）創(chuàng)新點二中火焰法制備工藝參數(shù)控制技術(shù)。曹家凱第三副總經(jīng)理/工程師江蘇聯(lián)瑞新材料股份有限公司江蘇聯(lián)瑞新材料股份有限公司項目技術(shù)開發(fā)負責人。對以下工作做出了突出貢獻： （1）創(chuàng)新點一中硅微粉原料技術(shù)；（2）創(chuàng)新點二中物料流控制技術(shù)、防融聚技術(shù)；（3）創(chuàng)新點四中產(chǎn)品應用技術(shù)；（4）參與制定國家標準。劉潛發(fā)第四中心副主任/化工高級工程師廣東生益科技股份有限公司廣東生益科技股份有限公司項目主要完成人，對以下工作做出了突出貢獻：創(chuàng)新點四中研究球形SiO2微粉表面處理技術(shù)。姜煒第五國家粉體中心副主任/研究員南京理工大學南京理工大學項目技術(shù)開發(fā)負責人，對以下工作做出了突出貢獻：（1）創(chuàng)新點一中物料流原料控制技術(shù)；（2）創(chuàng)新點二中充分燃燒防積炭技術(shù)、防熔聚技術(shù)。柴頌剛第六所長/化工高級工程師廣東生益科技股份有限公司廣東生益科技股份有限公司項目應用技術(shù)主要完成人。對以下工作做出了突出貢獻：創(chuàng)新點四中球形SiO2微粉分散性技術(shù)和應用技術(shù)。阮建軍第七副總工/研究員級高工廣東生益科技股份有限公司廣東生益科技股份有限公司項目工藝設(shè)備開發(fā)人員，對以下工作做出了突出貢獻：(1)創(chuàng)新點三中參與設(shè)計了新型球化爐；（2）發(fā)表論文1篇；（3）參與制定國家標準。曾耀德第八總工程師/化工高級工程師廣東生益科技股份有限公司廣東生益科技股份有限公司項目應用技術(shù)主要負責人，對以下工作做出了突出貢獻：創(chuàng)新點四中球形SiO2微粉在覆銅板中的應用技術(shù)。姜兵第九經(jīng)理/工程師江蘇聯(lián)瑞新材料股份有限公司江蘇聯(lián)瑞新材料股份有限公司項目工藝技術(shù)開發(fā)人員，對以下工作做出了突出貢獻：創(chuàng)新點二中球形SiO2微粉制備技術(shù)。劉宏英第十研究員南京理工大學南京理工大學項目設(shè)備技術(shù)開發(fā)人員，對以下工作做出了突出貢獻：創(chuàng)新點三防粘壁爐膛、防積燃燒器技術(shù)，著作1部。主要完成單位及創(chuàng)新推廣貢獻江蘇聯(lián)瑞新材料股份有限公司江蘇聯(lián)瑞新材料股份有限公司是國內(nèi)硅微粉行業(yè)龍頭企業(yè)，從事硅微粉的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售三十余年。公司產(chǎn)品被廣泛應用于覆銅板、環(huán)氧塑封料、電工絕緣材料、膠粘劑、陶瓷、涂料等領(lǐng)域，銷售市場遍布中國大陸、中國臺灣、日本、韓國和東南亞等國家和地區(qū)。江蘇聯(lián)瑞新材料股份有限公司是該項目產(chǎn)品制備的承擔單位，負責組織協(xié)調(diào)相關(guān)資源，保證項目高效開展，主要貢獻如下：（1）通過流量、壓力、頻率等多參數(shù)協(xié)同調(diào)控與優(yōu)化，掌握了溫度場、氣流場、物料流調(diào)控技術(shù)，開發(fā)出防顆粒融聚、完全燃燒控制等技術(shù)，確立了火焰法制備球形SiO2微粉生產(chǎn)工藝。（2）創(chuàng)新設(shè)計出可完全燃燒的安全、高效、節(jié)能環(huán)保的防積碳燃燒器和防粘壁新型爐膛，開發(fā)集成出成套工藝自動化控制系統(tǒng)及制備球形SiO2微粉成套設(shè)備與技術(shù)。該項目組織了項目產(chǎn)品在集成電路封裝和基板等行業(yè)中的市場應用推廣，在國內(nèi)已處于市場主導地位，并出口日本、韓國等海外市場，獲得了國內(nèi)外客戶的高度評價，取得了顯著的經(jīng)濟和社會效益。南京理工大學南京理工大學國家特種超細粉體工程技術(shù)研究中心是我國從事特種超細粉體研究開發(fā)及應用推廣的國家級工程中心，圍繞軍民各領(lǐng)域開展了微納米技術(shù)為核心的基礎(chǔ)及應用研究，在國防兵器、航天領(lǐng)域和民用新材料領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了多項微納米技術(shù)的工程化和產(chǎn)業(yè)化，通過多年的不斷發(fā)展，團隊已獲得國家科學技術(shù)進步一等獎1項，國家技術(shù)發(fā)明二等獎2項，省部級特等獎等20余項。南京理工大學是該項目的技術(shù)依托單位，對項目的主要貢獻如下：（1）從理論上揭示了角形SiO2在燃燒爐膛內(nèi)，從升溫熔融至恒溫完全熔融，隨后冷卻降溫成球的全部物理變化過程，以及各過程的溫度值與熱能的需求情況。（2）從理論上分析了SiO2熔融液滴在爐膛內(nèi)的運動軌跡。提出了在爐膛內(nèi)壁設(shè)置冷風幕墻，解決了硅微粉熔融液滴粘附于爐膛內(nèi)壁，進而堵塞爐膛，導致無法連續(xù)生產(chǎn)的難題，為爐膛內(nèi)壁風幕設(shè)計提供了理論依據(jù)。（3）從理論上研究了爐膛內(nèi)可燃氣與氧充分混合與完全燃燒過程，提出了選擇正氧平衡與多重供氧及強混合的措施，實現(xiàn)了完全燃燒，解決了積炭與產(chǎn)品中有黑點的難題。廣東生益科技股份有限公司廣東生益科技股份有限公司是該項目的應用技術(shù)研究和實施單位。生益科技作為我國最大的覆銅板生產(chǎn)企業(yè)，公司技術(shù)力量雄厚，獲得“國家認定企業(yè)技術(shù)中心”和“國家電子電路基材工程技術(shù)研究中心”，是中國大陸唯一擁有國家級研發(fā)機構(gòu)的覆銅板企業(yè)，擁有了行業(yè)唯一的粉體技術(shù)研究所和粉體應用研究實驗室。生益科技積極組織技術(shù)骨干投入到項目的開發(fā)。在應用技術(shù)上，攻克了亞微米球形SiO2微粉高表面能、難分散以及與有機溶劑和樹脂相容性差的難題，掌握了球形SiO2微粉在覆銅板中的成套應用技術(shù)，有效實現(xiàn)了球形SiO2微粉在有機溶劑與樹脂中的良好分散和界面結(jié)合，形成了球形SiO2微粉漿料的分