电子产品生产制造中使用的精细化工产品介绍

精细化工论文

题 目：电子产品生产制造中使用的精细化工产品介绍 学 院：化学化工学院 专 业：09级化学师范 指 导 教 师：龚涛 学 生 姓 名：黄静 学 号：20090971

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电子产品生产制造中使用的精细化工产品介绍

文摘：本文简要介绍了几类电子化学品光刻胶 聚酰亚胺材料超净高纯试剂 环氧膜塑料 印制电路板用基板材料的物化性能，制备工艺过程，目的是提高电子化学品的研究、生产及使用的技术水平，从而促进电子化学品工业的发展。

关键字： 电子化学品 光刻胶 聚酰亚胺材料超净高纯试剂 环氧膜塑料 印制电路板用基板材料

随着我国微电子工业的迅速发展，半导体行业正逐步发展成为“设计业”、“制芯业”、“封装业”、“材料业”四业。并举以“封装业”为主导的发展新时期。随着“制芯业”、“封装业”亚微米技术的突破，单片集成度的迅速增加，电子封装向小型化、高性能、高可靠性和低成本方向发展。制芯业、封装业对所需要的电子化学品入光刻胶、超净高纯试剂、塑封料、聚酰亚胺及印刷线路板的基材等材料的性能质量要求越来越高，电子化学品对半导体行业的发展作用也显得越来越重要。

1.光刻胶

电子工业的发展与光刻胶的发展密切相关。光刻胶的发展为电子工业提供了产业化的基础，而电子工业的发展又不断对光刻胶提出新的要求，推动光刻胶的发展。由于电子工业的飞速发展，目前光刻胶已经成为一个热点研究领域，每年均有大量相关论文发表和新产品推出。

光刻胶主要应用于电子中集成电路和半导体分立器件的细微加工过程中，它利用光化学反应，经曝光、显影将所需要的细微图形从掩模板转移至待加工的基片上，然后进行刻蚀、扩散、离子注入、金属化等工艺。因此，光刻胶是电子工业中关键性基础化工材料。 1、紫外负型光刻胶

紫外负型光刻胶通常指经紫外光照射后，曝光区低分子量间产生交联形成网状结构或聚合使分子量变大，使在显影液中的溶解性变差，而未曝光区容则容易在显影液中溶解，经显影后所得光刻胶图像与掩膜版图像恰好相反的一类光刻胶。以下介绍几种常见的紫外负型光刻胶。

（1） 重铬酸盐-胶体聚合物系光刻胶 （2） 聚乙酸醇肉桂酸酯系负型光刻胶 （3） 环化橡胶-双叠氮型紫外负型胶

（4） 安全溶剂型环化橡胶-双叠氮型紫外负型胶 （5） 水溶性光刻胶 2、紫外正型光刻胶 3、远紫外光刻胶

4、化学增幅型远紫外光刻胶 5、电子束光刻胶

2.聚酰亚胺材料

聚酰亚胺材料是一类综合性能优异的高分子材料，由于其结构所具有的多样性及可控性，可以根据集成电路生产工艺的不同需求对所使用的聚酰胺材料进行性能调控，以满足微电子中不同应用领域的需求。

聚亚胺材料通常是由有机芳香二酸酐和有机芳香二胺经过缩合而成。首先得到其前置体――聚酰胺酸，将其进行适当的热或化学处理而成（亚胺化或环化脱水）转化为聚酰亚胺材料。

目前广泛用于电子封装的聚酰亚胺，其合成所用的二酐(PMDA,BTDA,BPDA,TPDA,6FDA,3FDA,6FCDA)与二胺有(ODA,PDA,6FDAM,3FDAM,TFMB,APB).聚酰亚胺按照骨架刚性可以分为三种类型：柔性、半钢性和刚性棒状。根据其分子形态，可以分为非晶、半晶和液晶聚酰亚胺。制备聚酰亚胺薄膜的方法很多，第一种方法是将其前置体溶液沉积，然后固化得到聚酰亚胺薄膜。前置体可以是聚酰胺酸（PAA）

3.超净高纯试剂

超净高纯试剂又称为工艺化学品，是电子技术微细加工制作过程中不可缺少的关键性基础化工材料之一，主要用于芯片的清洗和腐蚀，它的纯度和精确度对集成电路的成品率、电性能及可靠性都有着十分重要的影响。工艺化学的研究和开发必须与微电子技术的发展及应用需求相结合才具有现实意义。

由于工艺化学品的种类繁多，每种产品的制备工艺路线、设备及对设备材质的要求各不相同，因此无法设计加工通用设备。必须根据不同品种的特性来确定各自的工艺路线，设计加工通用设备。必须根据不同的特性来确定各自的工艺路线，设计加工各自所需的设备。此处仅介绍国内市场需求较大且国内能够生产的部分主要产品，包括硫酸、过氧化氢、氢氟酸、盐酸、硝酸、氢氧化铵、磷酸，而有机品种由于制备工艺较为相似，此处仅介绍常用的无水乙醇的制备工艺。鉴于不同规模集成电路用的工艺化学品的质量不同，因此不同规格的工艺化学品的制备工艺所需的条件也不相同，此处仅介绍通用的部分，详细的工艺条件及过程不加述说。

（1） 硫酸的制备：超净高纯硫酸的制备一般采用常压精馏、减压精馏或气体吸收（由SO3

纯化制备）等工艺来制备，而比较常用的工艺是常压精馏。在进行大规的工业生产中，精馏工艺又受到设备、能源的限制，而气体吸收工艺可以满足进行大规模超净高纯硫酸的生产要求。超净高纯硫酸的制备一般用工业硫酸为原料，而国产工业硫酸的中一般均含有大量的金属离子杂质及硫酸、亚硫酸、有机物等还原性杂质，金属离子杂质在硫酸中一般以硫酸盐的形式存在，由于硫酸盐的沸点很高，可以通过精馏法将其很好的除去，硫亚硫酸、有机物等还原性物质可以通过添加加强强氧化剂（如高锰酸钾、重铬酸酸钾等）将其氧化成硫酸或二氧化碳，二氧化碳可以从塔顶排出，达到纯化的目的。工业硫酸经过高效精馏以后，大量的颗粒杂质已被除去，精馏以后的半成品，通过超净过滤即达到要求的颗粒标准。

精馏工艺主要包括四部分：化学预处理、连续精馏系统、超净过滤系统和超净罐装

系统，连续精馏设备以石英为材质。硫酸制备的工艺路线如下： 工业硫酸 氧化处理 沉淀分离 澄清硫酸 精馏 超净过滤 成品包装 超净分装

（2） 过氧化氢的制备：30%过氧化氢的提纯工艺常规有离子交换法、蒸馏法等，其中微

电子工业用超纯氧化氢采用减压蒸馏工艺来制备。由于过氧化氢在未达到其沸点时，已开始大量分解，不满足常压精馏工艺所需要的条件，所以对其进行精馏时必须在减压条件下进行，以降低其沸点，减少纯化过程中的分解量。

过氧化氢的提纯工艺路线为：对工业过氧化氢先进行化学处理，然后进行减压精馏，超净过滤，最后进行成品分装。

（3） 氢氟酸的制备：高纯度的氢氟酸的制备一般可以采用精馏、亚沸蒸馏、气体吸收等

工艺来制备，由于氢氟酸的强腐蚀性，因此采用蒸馏工艺时所使用的蒸馏设备一般所需要的铂、金、银等贵金属或聚四氟乙烯材料的制造，所以其设备价格相当的昂贵，生产成本很高。 原料酸 化学处理 连续精馏 超净过滤 成品分装 包装

4.环氧膜塑料

环氧塑封料是由环氧树脂及其固化剂酚醛树脂等组分组成的模塑粉，它在热的作用下交联固化成为热固性塑料，在注塑成型的过程中将半导体芯片包围在其中，并赋予它一定结构外形，成为塑料封装的半导体器件。用塑料封装方法生产晶体管、集成电路（IC）、大规模集成电路（LIC）、超大规模集成电路（VLIC）等在国内外已经广泛使用并成为主流。

环氧膜塑料主要由以下组分组成：环氧树脂、固化剂、促进剂、填料、阻燃剂、脱膜剂、着色剂、改性剂等组成。

环氧树脂作为基体树脂骑着将其他组分结合到一起的重要作用。环氧树脂决定模塑料成型时的流动性和反应性及固化物的机械、电气、耐热性能。环氧模塑料所用的环氧树脂主要有以下几种：邻苯酚醛型环氧树脂、双环戊二烯型环氧树脂、联苯型环氧树脂、多官能团环氧树脂等。

5.印制电路板用基板材料

一般印制电路板用基板材料分为两大类：刚性基板材料和挠性基板材料。一般刚性基板材料的重要品种是覆铜板。它是由增强材料，浸以树脂胶黏剂，通过干燥、裁剪、叠合成坯料，然后覆上铜箔，用钢板作为模具，在热压机中，经高温高压成型加工而制成的。一般的多层板用半固化片，则是覆铜板在制作过程中的半成品。

一般按刚性基板材料的增强性材料的不同，可划分为：纸基、玻璃布基、积层多层基材、特殊基（陶瓷、金属芯基等）五大类。 1纸基板

纸、酚醛树脂覆铜板（FR-1 ,FR-2, XPC, XXXPC）; 纸、环氧树脂覆铜板（FR-3）；纸、聚酯树脂覆铜板 2玻璃布基板

玻璃布、环氧树脂覆铜板（FR-4 ，G10）；玻璃布、耐高温环氧树脂覆铜板（FR-5 ，G11）；

玻璃布、聚酰亚胺树脂（PI）覆铜板（GPY）；玻璃布、聚四氟乙烯树脂（PTFE）覆铜板；玻璃布、BT树脂覆铜板；玻璃布、PPE树脂覆铜板；玻璃布、PPO树脂覆铜板； 3复合材料基板

(1)环氧树脂类：纸（芯）、玻璃布（面）的环氧树脂覆铜板（CEM-1）;玻纤非织布（芯）；玻璃布（面）环氧树脂覆铜板（CEM-3） (2)聚酯树脂类：玻纤非织布（芯）；聚酯树脂覆铜板（CEM-7 ，CEM-8） 4积层多层板基材

感光性树脂（液态、干膜）；热固性树脂（液态、干膜）；附树脂铜箔（RCC）；其他半固化片基材（芳酰胺纤维非织布的环氧树脂基材等） 5特殊型基板

（1）金属类基板：金属基型，金属芯型，包覆金属型

（2）陶瓷类基板：氧化铝基板（Al2O3 3 Al 2O3 .2SiO2 ）;氮化铝基板（AlN）;氮化硅基板（SiN）;低温烧制玻璃陶瓷基板（硼酸玻璃-陶瓷、硼酸、铅玻璃-陶瓷） （3）耐热热塑性基板（聚砜类树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚醚酮树脂等）

按照基板材料的采用的树脂胶粘剂的不同进行划分，纸基CCL常见的有：酚醛树脂、环氧化树脂、聚酯树脂等各种类型，目前绝大多数产量的纸基CCL是酚醛树脂类型（FR-1 ,FR-2, XPC）。玻璃布基CCL常见所用的树脂：环氧树脂（FR-4、FR-5）。它是目前最广泛使用的玻璃布基CCL的类型。另外还有其他特殊性树脂：双马来酰亚胺改性三嗪树脂（BT）、聚酰亚胺（PI）、热固性聚苯醚树脂（PPE）、聚氰酸酯树脂（CE）、聚烯烃树脂、聚四氟乙烯树脂（PTFE）等等。

按照基板材料的阻燃性能分类，可以分为阻燃型（UL94-V0、UL94-V1级）和非阻燃型（UL94-HB级）两大类。近几年来，在阻燃型基板材料中，又分为支出不含溴、锑的绿色型基材（又称环境协调型基材）。随着电子、信息产品技术的高速发展，对PCB用基板材料有高的性能要求。因此，从基板材料的性能分类，又分为一般性能CCL、低介电常数性CCL(又称高频电路用CCL)、高耐热型CCL、低热膨胀系数性CCL等类型。

参考文献：

1. 顾振军，孙猛。抗腐蚀剂及精细化工加工技术，上海：上海交通大学出版社，1989 2. 丁孟贤，何天白主编。聚酰亚胺新型材料。北京：科学出版社，1998 3. SEMI 国际标准（化学品部分）。北京：中国标准出版社，1992.4 4. 电子信息材料咨询报告。北京：电子工业出版社，2000.6 5. 曹阳。半导体工业，1996，2:11

6. 邹新平，电子机械工业器材，1997.221 7. 祝大同。印制电路信息，1998:3