高分子材料丨半导体制造中PI特种工程塑料扮演了哪些角色？

前言

当今科技发展日新月异，科技的进步离不开微电子技术行业的蓬勃发展。

近些年来，人工智能（AI）、汽车、通讯设备、消费电子等众多行业对芯片的需求逐年升高，据统计，2015-2023年间，中国集成电路产量呈波动上升趋势，2021年产量最高，达到3594.3亿块，2023年产量为3514.4亿块，同比增长6.9%，2024年呈现继续上升趋势。这一现象直接导致全球范围内芯片缺货涨价的态势愈发严重。芯片制造涉及到包括系统电路设计、器件物理、工艺技术、材料制备、自动测试以及封装、组装等一系列专门的技术，以及固体物理、热力学、统计物理学、材料科学、量子力学、电子线路、信号处理、计算机辅助设计、测试与加工等多个学科领域。

芯片制造是微电子学中的各项工艺技术的具体实践，作为一项极其复杂且精细的工艺，芯片的制造质量和效率，与特种材料及相关设备的质量和性能密不可分，行业认为没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术，因此特种工程塑料聚酰亚胺在其中往往备受瞩目。

苛刻的环境

半导体制造过程之中，对于污染的控制是关键所在。随着半导体技术的不断进步，电子元件的尺寸也随之越来越小、结构也越来越复杂，这使得他们对杂质的耐受性也大幅度降低。因此，半导体生产需要无尘清洁、高温、高腐蚀性化学品等极端条件下进行。

塑料材料的应用贯穿了半导体制造的整个流程，从晶圆的制备、光刻、刻蚀、离子注入到封装测试和包装等各个环节，都发挥着重要的作用。随着半导体技术的不断发展，对这些塑料材料的性能要求也在不断提高。

主要应用

在半导体制造领域，晶圆生产环节，化学机械研磨（CMP）是其中关键一项。在 CMP 过程中，CMP 固定环起着不可或缺的作用，它负责稳固地固定硅片和晶圆。为了保障晶圆表面的完好，避免刮伤和污染，所选材料必须性能卓越。

除PPS和PEEK常用于制作CMP固定环，具有耐高温、耐化学腐蚀、优异的机械性能和耐磨性等特性的PI材料也是适合用于制作CMP固定环的要求。PI制成的CMP固定环耐磨性比PEEK制品进一步提升，使用寿命延长更久，有助于减少故障停机时间，提高晶圆产能。

晶圆的运输和储存也大量使用到塑料材料，例如晶圆承载盒、晶圆传送盒、晶舟等。在运送晶圆的过程中容器难免和晶圆接触，所以在耐温、优良的机械加工性能、尺寸稳定、坚固耐用、防静电、低释气、低析出等特性。PI材料的各项优异性能也是晶圆载具的不二之选。

在晶圆的封装和测试阶段，为进行电性能测试、故障检测、效率检测等多种检测类型，半导体封装测试插座的存在也是必不可少，其需要具有良好的导电性、尺寸稳定性、耐高温以及良好的机械加工性能。PEEK、PAI、PI、PEI、PPS等是常用的材料，其中PI制成的测试座除以上特性外，在高温下析出率最低，能最大程度上保障晶圆在测试过程中的优良状态。

总结

PI特种工程塑料的各项优异的物理性能，使其在电子电气、汽车、半导体、航天航空等领域应用越来越广，如今国产PI在市场中的比重也越来越大，黄山金石木塑料科技有限公司是一家从事研发、生产和销售高性能聚酰亚胺数值的国家高新技术企业，致力于为客户提供一体化技术解决方案和定制化需求。

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