PTFE和PFA谁更适合半导体行业应用

一直以来，氟聚合物由于其微量金属含量极低、耐腐蚀性、工作温度范围宽及优异的化学惰性，在同位素领域广泛应用。但提到氟聚合物*早期的应用行业，你想到的是哪个行业？没错，就是“半导体行业”。

半导体行业是*早广泛使用含氟聚合物的行业。

随着技术的不断进步，半导体产品对高质量的不断追求，半导体制造商一直在推动材料供应商尽量减少，甚至消除，任何类型的化学或材料污染。

含氟聚合物已经成为关键领域半导体制造应用的*材料，如用于液体处理和运输、化学包装、晶圆处理和过滤。因为含氟聚合物具有很强的耐化学性，在极端温度下也能保持优异性能。此外*重要的是，纯度非常高。

如果不惜一切代价减少污染，那么纯含氟聚合物是*合理的解决方案吗？

为了回答这个问题，作为*的氟聚合物制品生产商，美国Savillex公司采访了大金工业有限公司(Daikin Industries Ltd.)的半导体经理Ashwin Rao。“大金”是全球*的半导体行业含氟聚合物和含氟化学品供应商。

Rao表达了自己对于这个问题的理解:“We start by selecting the best construction material for processing equipment, then optimizing processing conditions to minimize resin decomposition and using cleanrooms to control the manufacturing environment. We also pay special attention to the quality of packaging materials, which helps in limiting further trace ls and contaminants.”(半导体制造商高度重视消除制造过程中由污染引起的偏离现象，这些偏离会影响他们的工艺产量和盈利，通过减少提取的污染物，例如痕量金属、有机物和其他颗粒，高纯度含氟聚合物制成的部件使半导体制造商能够保持低成本生产*的芯片。)

PTFE(聚四氟乙烯)是*个被半导体工业采用的含氟聚合物，其次是PFA(全氟烷)。两者的主要区别如下：

1. PFA是可熔化加工的：这意味着它可以加热到熔化，然后通过注射成型或吹塑成型。而PTFE必须通过机械加工或压缩才能成型。

2. PFA更清洁。所谓 “清洁”，是指使用PFA制造比用PTFE制造的部件的痕量金属含量更低。原因在于：

1）制造工艺不同，PFA使用的注射和吹塑工艺比PTFE所使用的机械加工和压缩成型过程要清洁得多；

2）PFA原料本身有高纯度（即低痕量金属）等级，而PTFE一般无法达到相同纯度。可以看出，虽然这两种含氟聚合物都很适合半导体行业生产，但它们在性能、适用的极端条件和加工特性方面有明显的不同。导致这两种材料的应用各有千秋。

PTFE部件通常是由压缩成型的PTFE毛坯机械加工而成，被用于加工容器、配件、连接器、运输容器和液体传送。PFA在半导体工业中更多被用于制造管道、阀门、三通、容器等。另外，一些结构复杂的零部件和产品，使用PTFE机械加工无法实现，也可以通过模塑的方式使用PFA来制造。对于流体处理应用方面，PFA组件可以通过非接触焊接制造，从而避免了对原始成型部件的污染。

那在生产成本上，是使用PTFE还是使用PFA更低呢？

使用PTFE加工零件可以使制造商避免了使用PFA生产的模具初始投资（个别PFA模具需要较高投资）。但是由于PTFE加工零件耗时长且单价昂贵，尤其是逐渐需要加工大量零件时这一情况更为明显，因此需求量大时，改用模制PFA反而比机械加工的PTFE制造成本更低，高效且节约。例如，一个机械加工的PTFE部件，生产成本为300美元，但如果用模塑PFA制造同样的部件，成本只有50美元。改用PFA模塑确实会带来较高的初始模具成本，但如果需求量大，就有可能迅速收回投资。

综合以上各项，因此虽然目前半导体制造中PTFE（聚四氟乙烯）比PFA（全氟烷烃）的使用更为广泛，但在关键领域却多使用PFA，而不是PTFE，典型应用如下：

1. 用于测量工艺化学品和硅片VPD（气相分解）分析中的低ppt级痕量金属的ICP-MS仪器的样品导入系统是由PFA制造，而不是PTFE；

2. 用于运输高纯度酸（10 ppt级）的瓶子也是由PFA制造的，而不是PTFE。