半導(dǎo)體人學(xué)習(xí)系列——氟樹脂&主要廠商：PTFE/FEP/PFA/PVDF/ETFE/PCTFE/THV/PVF

氟樹脂（如聚四氟乙烯PTFE、聚偏氟乙烯PVDF等）因其超強(qiáng)耐腐蝕性、高純度、絕緣性及耐高溫性，廣泛用于半導(dǎo)體制造中的晶圓加工設(shè)備、蝕刻腔體、管道、密封件等關(guān)鍵部件，是保障芯片生產(chǎn)良率和設(shè)備穩(wěn)定性的核心材料。

2023年全球半導(dǎo)體級(jí)氟樹脂市場(chǎng)規(guī)模約為8億美元，預(yù)計(jì)到2030年將達(dá)18億美元，CAGR約10%。

增長(zhǎng)主要點(diǎn)在于：全球半導(dǎo)體行業(yè)擴(kuò)張，先進(jìn)制程（3nm以下）、第三代半導(dǎo)體（SiC/GaN）及AI芯片需求激增。

什么是氟樹脂

氟樹脂：是指主鏈或側(cè)鏈的碳鏈上含有氟原子的合成高分子化合物，可以加工成塑料制品、增強(qiáng)塑料和涂料等產(chǎn)品。

氟樹脂根據(jù)其加工特性可劃分為兩大類別：非熔融加工氟樹脂與可熔融加工氟樹脂。前者以聚四氟乙烯（PTFE）為代表，而后者則涵蓋了FEP、ETFE、PVDF等多種類型。

一、非熔融加工氟樹脂

1.聚四氟乙烯（PTFE）

PTFE，俗稱“特氟龍”，是一種完全氟化的高分子材料，其分子結(jié)構(gòu)中所有氫原子均被氟原子取代，賦予其獨(dú)特的物理化學(xué)性能。

PTFE具有極高的結(jié)晶度，即使在熔點(diǎn)（約327℃）仍保持高黏度，使其無(wú)法采用常規(guī)熔融加工方式成型，而需通過(guò)壓制燒結(jié)或分散液加工等方法制備。

主要特性：

超低表面能：優(yōu)異的防粘性和自潤(rùn)滑性

**的化學(xué)惰性：耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿及幾乎所有有機(jī)溶劑

優(yōu)異的熱穩(wěn)定性：長(zhǎng)期使用溫度可達(dá)260℃

出色的介電性能：介電常數(shù)低（2.1），適合高頻電子應(yīng)用

耐輻射性：可承受高能射線照射而不顯著降解

PTFE廣泛應(yīng)用于化工防腐襯里、密封材料、不粘涂層、高頻電路基板等領(lǐng)域。

二、可熔融加工氟樹脂

可熔融加工氟樹脂可通過(guò)注塑、擠出等常規(guī)熱塑性加工方式成型，主要包括以下幾種類型：

1.聚全氟乙丙烯（FEP）

FEP是四氟乙烯（TFE）和六氟丙烯（HFP）的共聚物，其中HFP的引入降低了PTFE的結(jié)晶度，使其可在熔融狀態(tài)下加工，同時(shí)保留了PTFE的大部分優(yōu)異性能。

主要特性：

耐溫范圍廣：190℃至205℃

優(yōu)異的電絕緣性（介電常數(shù)2.1）

低煙、低火焰蔓延性，符合阻燃要求

良好的化學(xué)穩(wěn)定性

主要應(yīng)用：電線電纜絕緣層、高頻傳輸線、化工管道襯里等。

2.可熔性聚四氟乙烯（PFA）

PFA是四氟乙烯（TFE）與少量全氟烷氧基乙烯基醚（PPVE）的共聚物，其分子鏈中的醚鍵賦予其更高的柔韌性和熱穩(wěn)定性。

主要特性：

長(zhǎng)期使用溫度達(dá)260℃（與PTFE相當(dāng)）

機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)于PTFE，耐應(yīng)力開裂

優(yōu)異的化學(xué)惰性和電性能

主要應(yīng)用：半導(dǎo)體設(shè)備部件、高純化學(xué)品儲(chǔ)罐、醫(yī)療級(jí)管路等。

3.聚偏氟乙烯（PVDF）

PVDF是偏氟乙烯（VDF）的均聚物，具有部分結(jié)晶結(jié)構(gòu)（結(jié)晶度45%~70%），兼具氟樹脂的耐化學(xué)性和工程塑料的機(jī)械性能。

主要特性：

耐溫范圍：60℃至150℃

優(yōu)異的耐候性，抗紫外線老化

壓電性、熱電性，適用于傳感器材料

良好的介電性能

主要應(yīng)用：鋰電池隔膜、光伏背板、化工防腐涂料、壓電薄膜等。

4.乙烯四氟乙烯共聚樹脂（ETFE）

ETFE是乙烯（E）和四氟乙烯（TFE）的交替共聚物，兼具氟樹脂的耐化學(xué)性和聚乙烯的力學(xué)性能。

主要特性：

高機(jī)械強(qiáng)度，抗沖擊、耐磨損

透光率高達(dá)95%，可用于建筑膜材

長(zhǎng)期使用溫度150℃，短期可耐240℃

主要應(yīng)用：“水立方”等建筑膜結(jié)構(gòu)、航空航天線纜護(hù)套、太陽(yáng)能電池封裝材料等。

5.聚三氟氯乙烯（PCTFE）

PCTFE是三氟氯乙烯（CTFE）的均聚物，具有極高的結(jié)晶度（85%~90%）和出色的阻隔性能。

主要特性：

優(yōu)異的水汽阻隔性，適用于高密封環(huán)境

耐低溫性能突出，可在200℃下使用

透明度高，可制成光學(xué)級(jí)材料

主要應(yīng)用：藥品包裝、航天器密封件、光學(xué)窗口材料等。

6.無(wú)定形氟樹脂（透明氟樹脂）

無(wú)定形氟樹脂由四氟乙烯（TFE）與特定含氟單體共聚而成，具有完全非晶態(tài)結(jié)構(gòu)，兼具高透明性和氟樹脂的耐化學(xué)性。

主要特性：

透光率接近玻璃，適用于光學(xué)器件

低折射率，可用于光纖涂層

耐高溫（Tg可達(dá)240℃）

主要應(yīng)用：光通信元件、微電子封裝、防污光學(xué)涂層等。

7.THV三元共聚樹脂

THV是四氟乙烯（TFE）、六氟丙烯（HFP）和偏氟乙烯（VDF）的三元共聚物，具有**的柔韌性和加工性。

主要特性：

加工溫度低（230~250℃），易于成型

高透明度，可制成柔性薄膜

可與其他材料粘接，適合復(fù)合應(yīng)用

主要應(yīng)用：醫(yī)療導(dǎo)管、柔性電子封裝、復(fù)合膜材料等。

8.聚氟乙烯（PVF）

PVF是氟乙烯（VF）的均聚物，具有優(yōu)異的耐候性和防腐蝕性能。

主要特性：

超強(qiáng)耐候性，戶外使用壽命可達(dá)30年

耐化學(xué)腐蝕，適用于惡劣環(huán)境

良好的機(jī)械強(qiáng)度

主要應(yīng)用：光伏背板保護(hù)膜、建筑防腐涂層、高端包裝材料等。