半导体领域聚四氟乙烯的应用与开发

孟章富 张国佩（山东东岳高分子材料有限公司，山东 淄博 256401）

1 半导体领域发展态势

1.1 半导体概述

半导体在现今社会应用非常广泛，其发展与创新逐渐推动着社会信息技术与多领域的发展。半导体是一种应用范围较广的电子材料，其导电性介于导体与绝缘体之间，能够被用于制作半导体器件与集成电路的电子材料。半导体分类多样，依据半导体材料的化学成分，大体可将其分为元素半导体、无机化合物半导体、有机化合物半导体与非晶态半导体，这几类半导体都有着不同的性能，由于半导体领域是一个拥有极其广泛知识的领域，随着技术的发展，半导体分类、性能等都在不断的变化发展之中。但是，半导体的制造工艺有一定的特殊性，随着半导体产业与技术的不断发展，对半导体制造工艺的要求也逐渐增高，尤其是对其固片表面质量把关逐渐严格，半导体制造工艺每一道工序都密切影响着其成品的质量、安全性与可靠性，因此，在未来的半导体技术发展过程中，需要我们把更多的注意力集中于解决这类技术层面。

1.2 半导体技术的应用领域

半导体作为一种电子材料，在现如今社会发展中发挥着重要的作用。现今社会是以能源、材料、信息技术为依托的社会，半导体材料的出现极大的改变了传统的发展方式，不仅使得社会生产成本降低，而且提高了社会生产力与生产效率，同时也促进社会多个领域的发展。具体来讲，我们当今社会中工业、农业、商业、交通、航空、信息、通讯等多领域都离不开半导体技术。例如，我们最为熟悉的通讯方面，小到通讯设备（手机、电脑等），大到通讯技术（5G技术）都离不开半导体技术。因此，半导体技术在我们社会中应用非常广泛，每一个领域都需要借助这一技术实现自身的发展。

1.3 半导体领域发展前景

半导体技术推动半导体领域逐渐发展，尤其是随着5G 信息技术、光电应用等的发展，第三代半导体产业也有了蓬勃的发展前景。有研究指出未来第三代半导体核心技术将集中于三大领域：晶体材料制备技术与设备；电力电子器件技术；第三代半导体照明技术。在社会政策以及市场需求背景下，第三代半导体产业将会得到更好的发展机遇。我国也逐渐加大对半导体领域发展的投入，并且逐渐把目光投向先进技术领域，以求加大半导体产品的自给率。因此，这种良好的发展前景以及需求也为半导体领域提供了新的机遇，寻找新途径实现技术创新成为了焦点。

2 聚四氟乙烯的应用价值研究

2.1 聚四氟乙烯的性能

聚四氟乙烯是一种重要的有机氟材料，其独特的化学性能使得自身具备多种优异性，从而被广泛应用于多种生产领域以及我们日常生活。具体来讲，聚四氟乙烯的耐高温性能较强，可以在-150℃～250℃之间长期使用，不容易造成损坏；化学稳定性较为优越，不会受到任何酸、碱及其他有机溶剂的溶蚀；卓越的电绝缘性也使得其成为良好的绝缘材料；除此之外，聚四氟乙烯还具有良好的防粘性、润滑性、耐大气老化性以及不燃性。聚四氟乙烯的这些性能使得其应用范围非常广泛。在本文所研究的半导体领域其也发挥着不可替代的作用。

2.2 聚四氟乙烯在半导体领域应用的重要性

半导体领域对半导体材料的需求较大，上文中介绍了半导体材料的特殊性，其在制造过程中对制造工艺有极高的要求，而聚四氟乙烯的应用能够在一定程度上满足这类需求。另外，半导体领域包括多种，例如，5G信息技术、通讯设备等。这些产业的发展离不开聚四氟乙烯的应用，而且聚四氟乙烯自身的性能能够在实际应用中解决许多问题，较好地改善一些技术难题。总体上讲，半导体领域在现今社会发展中越来越受到重视，其对半导体材料的需求。以及自身产业的发展都极大影响着社会经济以及生产力的发展，研究聚四氟乙烯在半导体领域的应用也就显得更加重要。

3 聚四氟乙烯在半导体领域的运用与开发

3.1 聚四氟乙烯在半导体材料制备领域的应用

3.1.1 避免清洗用剂对半导体部件的污染

随着半导体技术的不断发展，对半导体材料的制造工艺也提出更高的要求。半导体材料制造过程中防止污染以及部件清洗都是非常重要的，因此，通过聚四氟乙烯材料能够很好地解决这类问题。例如，在硅片制造过程中通常会使用去离子水以及其他化学品，这类用品容易造成部件污染等问题，因此，使用高纯度聚四氟乙烯制作的管道等能够使得这类清洗剂通过管道进行部件清洗，在很大程度上避免污染。另外，由于聚四氟乙烯具有良好的化学稳定性，不会受到酸、碱及其他有机溶剂的溶蚀，利用这一特性制成的各种容器与储存瓶能够储存与运输半导体制造过程中所需的化学用品，保证这类化学品的纯度，从而避免流体对部件的污染。

3.1.2 制成工具部件，保证成品的质量

半导体材料制造过程中，某些工具部件可以采用聚四氟乙烯材料来进行加工制作，既能够实现部件成品的抗污染性，也能够保证成品的质量。对清洁性要求较高的部分半导体部件，选用聚四氟乙烯材料进行制造，能够最大程度避免流体对部件的污染与侵蚀。聚四氟乙烯耐高温，耐大气老化，因此也可利用这些性能制作部件，替代性能较差的部分材料。总体来讲，通过聚四氟乙烯材料制造半导体部件都是利用聚四氟乙烯的性能来实现，在半导体部件制造或者研发过程中均可以尝试采用聚四氟乙烯代替其他材料，实现部件在特定环境条件下的使用，延长部件使用周期。

3.2 聚四氟乙烯在5G领域的应用

3.2.1 聚四氟乙烯高频覆铜板在5G领域的运用

印刷电路板是通讯基站中较为重要的部分，随着5G 信息时代的来临，其在5G 基站中的使用非常广泛。印刷电路板能够连接5G 基站的天线阵子，5G 基站中滤波器等元器件也需要单独的印刷电路板进行连接，而且5G 基站的集中单元与分布单元也需要使用印刷电路板。这类需求的出现使得印刷电路板制造技术也需要创新，作为印刷电路板的核心基材——覆铜板，对印刷电路板起着互联导通、支撑与绝缘的作用。5G领域对高频覆铜板的要求是低介电常数与低介电损耗因子，且5G领域有自身的特点（微波及毫米波应用）对覆铜板要求更高。聚四氟乙烯树脂是目前介电常数最低的高分子材料，其介电性能与介电损耗能够满足5G 领域通讯基站的要求，因此聚四氟乙烯高频覆电板的生产研发与加工逐渐成为5G领域发展的关键技术。

3.2.2 聚四氟乙烯在射频电缆中的运用

射频电缆在5G 领域应用相当广泛，聚四氟乙烯的性能使得其在射频电缆中的能够发挥重要作用。聚四氟乙烯电绝缘性强，且能够在较宽的温度范围使用，具有较低的介电常数与介电损耗。另外，聚四氟乙烯通过单向或者双向拉伸可进一步制作成为膨体聚四氟乙烯材料，使得其介电常数进一步得到降低。这类优异性能使得聚四氟乙烯更适用于制作低衰减的数据传输电缆，因此，聚四氟乙烯射频电缆在5G基站天线系统中得到广泛。例如，在基站天线系统的馈电网络中，采用聚四氟乙烯绝缘同轴电缆连接移相器、功分器等重要组件，能够更好地发挥作用。除此之外，5G基站拥有更高的电磁波信号频率，采用聚四氟乙烯半柔同轴电缆能够更好满足这种要求。

3.2.3 聚四氟乙烯在5G领域的其他运用

在现有的生产及应用中，聚四氟乙烯还被用来制作雷达天线板，这类雷达天线板中采用陶瓷板与聚四氟乙烯材料。陶瓷板具有良好的抗干扰与抗雷击能力，陶瓷板外围利用聚四氟乙烯材料制作成塑料板，起到耐磨损与抗腐蚀性的作用。这种发明也促进5G领域更好地发展。聚四氟乙烯在5G领域除了可用于制作高频覆铜板、射线电缆、雷达天线板之外，其绝缘、耐高温等优越性能仍然在5G领域的各种连接器中运用广泛。未来在5G 信息技术进一步发展过程中，聚四氟乙烯材料定能够发挥更大的作用。

3.3 聚四氟乙烯在密封防腐领域的运用

3.3.1 聚四氟乙烯在静密封领域的运用

静密封形式在半导体领域的许多设备中应用较广，目前静密封领域所应用的聚四氟乙烯材料主要包括聚四氟乙烯共混复合材料与膨体聚四氟乙烯材料。采用聚四氟乙烯共混复合材料制成的密封制品具有较高的耐磨性与耐压性，而且这类密封产品能够更好的导热以及抗蠕变，从而使得设备能够在高温、高压等特殊工况条件下正常运作，克服以往存在的技术不足等问题。另外，聚四氟乙烯分散树脂经过特定的工艺加工而成的膨体聚四氟乙烯也在静密封领域发挥着重要作用。半导体领域一些设备的制造、组装等都会涉及螺纹密封、接触面密封、金属缠绕垫密封件等，膨体聚四氟乙烯的耐高温、防腐蚀、柔软性好以及独特的“冷流”形变性能能够更好地满足这类密封要求。

3.3.2 聚四氟乙烯在动密封领域的运用

动密封主要是指设备运动组件之间的密封，与静密封相比，其对密封的要求更高，而且对密封材料的性能也有较高的要求。动密封材料应当具有高致密性、合适的硬度与机械强度、保证良好的压缩与回弹性，同时动密封材料也要具备与静密封材料同样的耐温、耐磨、防腐蚀性。因此，聚四氟乙烯也被开发应用于动密封领域。采用聚四氟乙烯共混复合材料制作的成品具备良好的性能，能够满足半导体领域的密封需求。现实生产中也逐渐有许多产品应用于动密封领域，使得设备的质量得到提高。

3.4 聚四氟乙烯在其他领域的运用与开发前景

太阳能发电是一种较为清洁且可持续的能源技术，在现实工业、农业以及人们生活中应用非常普遍。现阶段，在太阳能发电技术领域，聚四氟乙烯材料的运用相当广泛，在某些部件的生产制造与连接密封过程中，聚四氟乙烯材料以其优越的性能发挥着重要的作用，起到耐温、防腐蚀、密封性好的效果。然而，在实际的生产中，太阳能发电技术仍具有一定的不足。因此，针对这一技术难题，有研究发明制造了一种新型液滴发电机，使得太阳能能够在雨天通过液滴进行发电，其主要工作原理是通过聚四氟乙烯薄膜材料，当雨滴撞击该材料时，会产生并且累积电荷，实现雨滴的机械能转化为电能，而且提高了发电的瞬时功率。

4 结语

本文结合半导体领域与聚四氟乙烯材料，以聚四氟乙烯这一材料的优越性着手，分析其在半导体领域的应用状况，并且针对现有新型技术发明，对聚四氟乙烯在半导体领域的发展、运用前景进行展望，以期在未来半导体领域发展过程中能够更好地开发、利用聚四氟乙烯材料，更大程度发挥聚四氟乙烯的价值，从而提高半导体技术水平。