高分子材料丨半導體制造中PI特種工程塑料扮演了哪些角色？

前言

當今科技發(fā)展日新月異，科技的進(jìn)步離不開(kāi)微電子技術(shù)行業(yè)的蓬勃發(fā)展。

近些年來(lái)，人工智能（AI）、汽車(chē)、通訊設備、消費電子等眾多行業(yè)對芯片的需求逐年升高，據統計，2015-2023年間，中國集成電路產(chǎn)量呈波動(dòng)上升趨勢，2021年產(chǎn)量最高，達到3594.3億塊，2023年產(chǎn)量為3514.4億塊，同比增長(cháng)6.9%，2024年呈現繼續上升趨勢。這一現象直接導致全球范圍內芯片缺貨漲價(jià)的態(tài)勢愈發(fā)嚴重。芯片制造涉及到包括系統電路設計、器件物理、工藝技術(shù)、材料制備、自動(dòng)測試以及封裝、組裝等一系列專(zhuān)門(mén)的技術(shù)，以及固體物理、熱力學(xué)、統計物理學(xué)、材料科學(xué)、量子力學(xué)、電子線(xiàn)路、信號處理、計算機輔助設計、測試與加工等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域。

芯片制造是微電子學(xué)中的各項工藝技術(shù)的具體實(shí)踐，作為一項極其復雜且精細的工藝，芯片的制造質(zhì)量和效率，與特種材料及相關(guān)設備的質(zhì)量和性能密不可分，行業(yè)認為沒(méi)有聚酰亞胺就不會(huì )有今天的微電子技術(shù)，因此特種工程塑料聚酰亞胺在其中往往備受矚目。

苛刻的環(huán)境

半導體制造過(guò)程之中，對于污染的控制是關(guān)鍵所在。隨著(zhù)半導體技術(shù)的不斷進(jìn)步，電子元件的尺寸也隨之越來(lái)越小、結構也越來(lái)越復雜，這使得他們對雜質(zhì)的耐受性也大幅度降低。因此，半導體生產(chǎn)需要無(wú)塵清潔、高溫、高腐蝕性化學(xué)品等極端條件下進(jìn)行。

塑料材料的應用貫穿了半導體制造的整個(gè)流程，從晶圓的制備、光刻、刻蝕、離子注入到封裝測試和包裝等各個(gè)環(huán)節，都發(fā)揮著(zhù)重要的作用。隨著(zhù)半導體技術(shù)的不斷發(fā)展，對這些塑料材料的性能要求也在不斷提高。

主要應用

在半導體制造領(lǐng)域，晶圓生產(chǎn)環(huán)節，化學(xué)機械研磨（CMP）是其中關(guān)鍵一項。在 CMP 過(guò)程中，CMP 固定環(huán)起著(zhù)不可或缺的作用，它負責穩固地固定硅片和晶圓。為了保障晶圓表面的完好，避免刮傷和污染，所選材料必須性能卓越。

除PPS和PEEK常用于制作CMP固定環(huán)，具有耐高溫、耐化學(xué)腐蝕、優(yōu)異的機械性能和耐磨性等特性的PI材料也是適合用于制作CMP固定環(huán)的要求。PI制成的CMP固定環(huán)耐磨性比PEEK制品進(jìn)一步提升，使用壽命延長(cháng)更久，有助于減少故障停機時(shí)間，提高晶圓產(chǎn)能。

晶圓的運輸和儲存也大量使用到塑料材料，例如晶圓承載盒、晶圓傳送盒、晶舟等。在運送晶圓的過(guò)程中容器難免和晶圓接觸，所以在耐溫、優(yōu)良的機械加工性能、尺寸穩定、堅固耐用、防靜電、低釋氣、低析出等特性。PI材料的各項優(yōu)異性能也是晶圓載具的不二之選。

在晶圓的封裝和測試階段，為進(jìn)行電性能測試、故障檢測、效率檢測等多種檢測類(lèi)型，半導體封裝測試插座的存在也是必不可少，其需要具有良好的導電性、尺寸穩定性、耐高溫以及良好的機械加工性能。PEEK、PAI、PI、PEI、PPS等是常用的材料，其中PI制成的測試座除以上特性外，在高溫下析出率最低，能最大程度上保障晶圓在測試過(guò)程中的優(yōu)良狀態(tài)。

總結

PI特種工程塑料的各項優(yōu)異的物理性能，使其在電子電氣、汽車(chē)、半導體、航天航空等領(lǐng)域應用越來(lái)越廣，如今國產(chǎn)PI在市場(chǎng)中的比重也越來(lái)越大，黃山金石木塑料科技有限公司是一家從事研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售高性能聚酰亞胺數值的國家高新技術(shù)企業(yè)，致力于為客戶(hù)提供一體化技術(shù)解決方案和定制化需求。

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