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全氟醚橡膠在半導(dǎo)體領(lǐng)域的應(yīng)用【半導(dǎo)體用 3-10萬(wàn)元/公斤的全氟醚橡膠，全球前五的企業(yè)】

來(lái)源: | 作者:shjinfu | 發(fā)布時(shí)間: 2022-12-05 | 473 次瀏覽 | 分享到:

上海勁孚化工科技有限公司

www.shjinfu.com.cn（上海勁孚化工科技 021-57629631）--亞太地區(qū)(氟)化工原料與特種新材料專業(yè)供應(yīng)商。

公司致力于氟樹(shù)脂工業(yè)與其他特種新材料產(chǎn)業(yè)的前沿技術(shù)與銷售，目前主要經(jīng)營(yíng)氟塑料（PTFE/FEP/PFA/ETFE/PVDF等）、色母、氟涂料、PEEK、芳綸、碳纖維、玻璃纖維、功能性化學(xué)品及其他特種新材料。

全氟醚橡膠（FFKM）是一種高性能的密封材料，其優(yōu)異性能使它的應(yīng)用深入到半導(dǎo)體產(chǎn)品的整個(gè)制造體系中，全氟醚密封圈是生產(chǎn)集成電路所需的主要耗材之一。（www.shjinfu.com.cn）

一、全氟醚橡膠的性能特點(diǎn)

全氟醚橡膠主要有四氟乙烯、全氟烷基乙烯基醚為主要單體，與少量帶硫化點(diǎn)的第三單體共聚而成，如下圖所示，聚合物中所有碳原子上的氫原子全被氟原子所取代，是一種完全不含有C-H鍵的橡膠。

圖全氟醚橡膠分子結(jié)構(gòu)

全氟醚橡膠分子結(jié)構(gòu)中的氟含量、全氟化的乙烯基醚的結(jié)構(gòu)和含量及硫化過(guò)程中交聯(lián)鍵的鍵能和數(shù)量決定了硫化膠料的性能和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，因此各品牌的全氟醚橡膠由于其單體的分子結(jié)構(gòu)和組分有所差異，其性能也有一定的區(qū)別。

全氟醚橡膠的主要性能特點(diǎn)：

1）物理性能

全氟醚橡膠密度為1.9-2.0g/cm3，物理機(jī)械性能與氟橡膠接近，耐高溫壓縮永久變形性能優(yōu)于氟橡膠。

2）耐化學(xué)藥品性

大分子連上沒(méi)有氫原子，表現(xiàn)出強(qiáng)的惰性，F原子半徑比取代前的H原子大很多，大分子鏈在排列時(shí)呈螺旋狀，C-C鍵基本被F原子組成的外殼所包圍，使聚合物具有顯著的耐化學(xué)藥品性。

一些橡膠材料的耐溶劑性

注：

A表示10%以下的溶脹（包括不溶脹），介質(zhì)對(duì)橡膠性能影響不明顯；

B表示體積溶脹率10~20%，材料的性能受到一定程度的影響，但基本可用，只是產(chǎn)品壽命可能會(huì)縮短；

C表示材料對(duì)該介質(zhì)的耐受性較差，要根據(jù)實(shí)際情況分析是否可用；

D表示該材料不能用于該介質(zhì)環(huán)境。

類似于聚四氟乙烯，全氟醚橡膠除某些高氟碳溶劑外，不受任何介質(zhì)影響，可耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、有機(jī)溶劑、超高溫蒸汽、醚類、酮類、酯類、含氮化合物、碳化氫類、醇類、醛類、呋喃、胺基化合物等1600多種化學(xué)溶劑的腐蝕。

3）耐高低溫

全氟醚橡膠的使用溫度一般為260~290℃，可間歇性的用于316℃的高溫。由于分子支鏈上引入了少量的-OF3鏈節(jié)，支鏈的不規(guī)則排列改善了分子的柔順性，使橡膠的耐低溫性提高。一些品牌的全氟醚橡膠Tg達(dá)-19℃。

4）耐高溫蒸汽性

5）低釋放性和析出性

6）耐等離子體性

對(duì)于在等離子環(huán)境中，表現(xiàn)出高潔凈低析出的產(chǎn)品特性，可長(zhǎng)時(shí)間承受等離子體撞擊。

全氟醚橡膠于1968年首次被美國(guó)杜邦公司研發(fā)成功，并在1975年以Kalrez?作為商品名投入商業(yè)化應(yīng)用。目前相關(guān)材料企業(yè)有杜邦、3M、索爾維、大金氟化工、AGC、霓佳斯、中昊晨光化工研究院、中綠新材料、成都道弘、氟樂(lè)泰科、溫州邦欣源科技、魯聚化等。

二、全氟醚橡膠的半導(dǎo)體應(yīng)用

在半導(dǎo)體制造中，彈性體密封墊的可靠性非常關(guān)鍵，停產(chǎn)更換密封墊代價(jià)極高，為了避免出現(xiàn)潛在的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)密封件的清潔度和純凈度的要求都非常嚴(yán)格，同時(shí)密封件必須能夠在高真空度及侵蝕性化學(xué)氣體的壓力作用下及高溫環(huán)境中長(zhǎng)期工作。

全氟醚橡膠原材料成本高昂，通常用于其他橡膠無(wú)法滿足的苛刻密封要求，如半導(dǎo)體制造。全氟醚橡膠耐等離子體腐蝕、氣體腐蝕、酸堿腐蝕、高溫腐蝕、橡膠密封高潔凈度要求，有助于保持密封的完整性，減少維修次數(shù)并提高安全性，是半導(dǎo)體制造的最佳密封材料。

全氟密封圈主要半導(dǎo)體應(yīng)用

全氟醚橡膠密封產(chǎn)品相關(guān)企業(yè)及經(jīng)銷企業(yè)有：上海芯密、東邦化成、日本華爾卡、Greene Tweed、Trelleborg、PPE、Parker、EQUATOR、TRP、MNEE、Applied Seals、fluorosealing(FLS)、AIR WATER MACH、上海勁孚化工（經(jīng)銷）等。

由于在半導(dǎo)體制造中，停產(chǎn)更換密封件代價(jià)極高，半導(dǎo)體行業(yè)的密封件和墊圈需要非同尋常的材料。而全氟醚橡膠的高純度和對(duì)等離子體、熱和刺激性化學(xué)品的極高耐受性為半導(dǎo)體制造如等離子處理、熱處理及濕法工藝等生產(chǎn)裝置的密封提供了出色解決方案，可延長(zhǎng)密封壽命，減少污染，進(jìn)而提高晶圓產(chǎn)量，降低生產(chǎn)成本。而全氟醚橡膠唯一的缺點(diǎn)就是價(jià)格太高，市場(chǎng)價(jià)約3~5萬(wàn)元/kg。

在前面介紹中，我們上海勁孚化工為大家介紹了全氟醚橡膠的性能特點(diǎn)及其在半導(dǎo)體領(lǐng)域的應(yīng)用，全氟醚橡膠絕大多數(shù)被制成密封件，如O型圈、墊圈等產(chǎn)品，應(yīng)用于泵、機(jī)械密封、閥門(mén)的閥座、連接密封件等高溫、強(qiáng)腐蝕的使用環(huán)境下。現(xiàn)在我們就來(lái)認(rèn)識(shí)一下全球前五的全氟醚橡膠生產(chǎn)企業(yè)。

1. 杜邦DuPont

官網(wǎng)：https://www.dupont.com/

商品名：Kalrez?

美國(guó)杜邦公司于1968年首次研發(fā)成功全氟醚橡膠，并在1975年以Kalrez?作為商品名投入商業(yè)化應(yīng)用。目前杜邦仍是全球主要的全氟醚橡膠供應(yīng)商。

2. 大金工業(yè)株式會(huì)社

官網(wǎng)：https://www.daikin.com/

商品名：DAI-EL

日本大金于1970年上市氟橡膠DAI-EL，產(chǎn)品組合涵蓋全系列雙酚和過(guò)氧化物硫化的共聚物和三元共聚物，包括低溫FKM以及全氟橡膠 (FFKM)等。DAI-EL全氟彈性體在熱水環(huán)境中長(zhǎng)期暴露具有出色的耐受性，可用于半導(dǎo)體密封等領(lǐng)域。由原料生產(chǎn)，成型加工到包裝，大金工業(yè)開(kāi)發(fā)的全氟O型圈DUPRA，由關(guān)聯(lián)公司東邦化成株式會(huì)社生產(chǎn)。