全氟醚橡膠在半導(dǎo)體領(lǐng)域的應(yīng)用

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。（https://www.ab-sm.com/）

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。

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

大分子連上沒表現(xiàn)出強(qiáng)的惰性，F(xiàn)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。

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。

二、全氟醚橡膠的半導(dǎo)

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。

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