全氟醚橡胶在半导体领域的应用

全氟醚橡胶在半导体领域的应用


全氟醚橡胶(FFKM)是一种高性能的密封材料,其优异性能使它的应用深入到半导体产品的整个制造体系中,全氟醚密封圈是生产集成电路所需的主要耗材之一。(https://www.ab-sm.com/



一、全氟醚橡胶的性能特点


全氟醚橡胶主要有四氟乙烯、全氟烷基乙烯基醚为主要单体,与少量带硫化点的第三单体共聚而成,如下图所示,聚合物中所有碳原子上的氢原子全被氟原子所取代,是一种完全不含有C-H键的橡胶。

                                  


全氟醚橡胶分子结构中的氟含量、全氟化的乙烯基醚的结构和含量及硫化过程中交联键的键能和数量决定了硫化胶料的性能和玻璃化转变温度,因此各品牌的全氟醚橡胶由于其单体的分子结构和组分有所差异,其性能也有一定的区别。

全氟醚橡胶的主要性能特点:


1)物理性能

全氟醚橡胶密度为1.9-2.0g/cm³,物理机械性能与氟橡胶接近,耐高温压缩永久变形性能优于氟橡胶。
2)耐化学药品性
大分子连上没表现出强的惰性,F原子半径比取代前的H原子大很多,大分子链在排列时呈螺旋状,C-C键基本被F原子组成的外壳所包围,使聚合物具有显著的耐化学药品性。


注:

A表示10%以下的溶胀(包括不溶胀),介质对橡胶性能影响不明显;
B表示体积溶胀率10~20%,材料的性能受到一定程度的影响,但基本可用,只是产品寿命可能会缩短;
C表示材料对该介质的耐受性较差,要根据实际情况分析是否可用;
D表示该材料不能用于该介质环境。

类似于聚四氟乙烯,全氟醚橡胶除某些高氟碳溶剂外,不受任何介质影响,可耐强酸、强碱、有机溶剂、超高温蒸汽、醚类、酮类、酯类、含氮化合物、碳化氢类、醇类、醛类、呋喃、胺基化合物等1600多种化学溶剂的腐蚀。

3)耐高低温

全氟醚橡胶的使用温度一般为260~290℃,可间歇性的用于316℃的高温。由于分子支链上引入了少量的-OF3链节,支链的不规则排列改善了分子的柔顺性,使橡胶的耐低温性提高。一些品牌的全氟醚橡胶Tg达-19℃。

4)耐高温蒸汽性

5)低释放性和析出性

6)耐等离子体性
对于在等离子环境中,表现出高洁净低析出的产品特性,可长时间承受等离子体撞击。


全氟醚橡胶于1968年首次被美国杜邦公司研发成功,并在1975年以Kalrez®作为商品名投入商业化应用。

二、全氟醚橡胶的半导


在半导体制造中,弹性体密封垫的可靠性非常关键,停产更换密封垫代价极高,为了避免出现潜在的风险,对密封件的清洁度和纯净度的要求都非常严格,同时密封件必须能够在高真空度及侵蚀性化学气体的压力作用下及高温环境中长期工作。


全氟醚橡胶原材料成本高昂,通常用于其他橡胶无法满足的苛刻密封要求,如半导体制造。全氟醚橡胶耐等离子体腐蚀、气体腐蚀、酸碱腐蚀、高温腐蚀、橡胶密封高洁净度要求,有助于保持密封的完整性,减少维修次数并提高安全性,是半导体制造的最佳密封材料。


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