電子化學(xué)品，一般是指為電子工業(yè)配套的專用化學(xué)品，電子產(chǎn)品生產(chǎn)的過程中，往往要用到幾十種、甚至幾百種電子化學(xué)品，并且越為高檔的電子產(chǎn)品，對電子化學(xué)品的需求越高：品種多、品質(zhì)高。新一代電子技術(shù)剛出現(xiàn)，就必須有新一代電子化學(xué)品與之適應(yīng)。

    由于氟原子半徑小，是最活潑的非金屬元素，又具有較大的電負性，它形成的C-F鍵能要比C-H鍵能大得多，用氟原子和含氟基團（如三氟甲基、三氟甲氧基、二氟甲基、二氟甲氧基）代替電子化學(xué)品上的其他基團，能夠顯著提高電子化學(xué)品的活性。因此從20世紀80年代至90年代出現(xiàn)含氟電子化學(xué)品以來，它就備受關(guān)注與重視。

    目前含氟電子化學(xué)品已成為現(xiàn)有眾多電子化學(xué)品中的重要一員，主要包括高純含氟濕化學(xué)品、電子特氣、電子氟化液、新能源電池電解質(zhì)、含氟電子涂層材料等等，是太陽能、液晶面板、集成電路等行業(yè)制作過程中的關(guān)鍵性基礎(chǔ)化工材料之一。

   大家可能也都知道，馬上就2023年了，至今中國目前的氟化工還是比較弱的。比如氟素離型劑，目前只有陶氏（前道康寧）和信越可以供應(yīng)；蘋果用的Iwatch手表表帶只能用科幕的氟橡膠；PTFE基礎(chǔ)材料做的好的也就是科慕(杜邦)、大金等國際大廠；而氟化液是3M、科幕、大金以及索爾維等外資企業(yè)。以下由我們上海勁孚化工簡單聊聊主要的含氟濕電子化學(xué)的種類概述來認識這個行業(yè)領(lǐng)域。

1. 
   

2. 1：電子氟化液

   電子氟化液是一類高穩(wěn)定性的全氟或接近全氟液體，是一種無色、透明、低粘度、不可燃、安全性高的液體。主要用作清洗劑、干燥劑和溶劑；因其具有優(yōu)異的性能、穩(wěn)定的化學(xué)惰性、良好的導(dǎo)熱性能，極低的表面張力，以及系統(tǒng)相容性，廣泛應(yīng)用于：（1）半導(dǎo)體制造封裝測試；（2）導(dǎo)熱、冷卻介質(zhì)，計算機服務(wù)器及電子元器件系統(tǒng)散熱介質(zhì)；（3）溶媒稀釋劑、潤滑稀釋劑等其他用途溶劑；（4）冷熱沖擊測試液。

   近年來，電子產(chǎn)品的規(guī)模擴大與集成度越來越高，為保證電子產(chǎn)品質(zhì)量，電子產(chǎn)品清洗工業(yè)也隨之快速發(fā)展，早期電子行業(yè)通常使用CFC進行清洗，但由于其會造成臭氧層破壞而被禁用，而CFC替代品例如三氯乙烯（TCE）、氫氯氟烴（HCFC）、正溴丙烷（nPB）等仍容易造成環(huán)境污染，因此只能作為過渡性替代清洗溶劑，急需采用更加環(huán)保的清洗方案。電子氟化液主要是開發(fā)低GWP、零ODP的解決方案，包括在發(fā)泡劑、清洗劑、冷卻液等領(lǐng)域。目前，電子氟化液主要方案為氫氟醚、氫氟碳及其與碳氫等化學(xué)品的組合物。

電子氟化液主要的特點如下圖：

利用其某幾項特征，就能開發(fā)出一些獨特的應(yīng)用。

  環(huán)保：首先它是一個液體，而且是一個環(huán)保的液體，完全符合當今社會對環(huán)保的要求，不破壞臭氧層，ODP值是指臭氧消耗值，GWP是全球氣候變暖潛能值；極低的毒性，低于酒精；絕緣不燃；

     安全穩(wěn)定 ：用作精密清洗劑的氟化液產(chǎn)品，具有較高的溶解力、低表面張力、不易燃性和流體穩(wěn)定性等優(yōu)勢。一般可以用來洗一些精密或者光學(xué)部件，如硬盤，攝像頭模組，醫(yī)療器械，OLED掩膜版，半導(dǎo)體晶圓芯片，精密馬達等等。

   用作控溫冷卻液的氟化液產(chǎn)品，運用于半導(dǎo)體冷媒，服務(wù)器浸沒式冷卻，隨著電子設(shè)備對數(shù)據(jù)安全性的需求以及解決日益增加的發(fā)熱量的問題，氟化液是一個很好的選擇，電子設(shè)備可以在氟化液里帶電工作。杭州阿里的服務(wù)器就是用這個冷卻方案。而最近高發(fā)熱的電子幣的礦機，高端游戲機等，日益青睞這個方案。

   含氟冷卻液：具有化學(xué)穩(wěn)定性、不燃、不爆、低介電常數(shù)等特點，主要用于半導(dǎo)體、數(shù)據(jù)中心、化學(xué)工業(yè)、航天航空等領(lǐng)域，其中比較熱門的是用于浸沒式冷卻液降溫技術(shù)。浸沒式冷卻是利用氟化液的高絕緣性特點，將服務(wù)器發(fā)熱器件完全浸沒于氟化液中，通過氟化液直接接觸和循環(huán)傳熱，來給服務(wù)器高效散熱，可以不再依賴風(fēng)扇、空調(diào)這些低效方式散熱，節(jié)能70%以上，使得數(shù)據(jù)中心的PUE值達到1.07，逼近了理論極限值1.0，大大提升了能源使用效率。在當前“碳達峰、碳中和”的大背景下，未來“能耗指標”和“碳排放指標”將會成為大數(shù)據(jù)中心核心競爭力所在。浸沒式冷卻液降溫技術(shù)不僅可以大幅度降低數(shù)據(jù)中心用能，同時也可以進一步節(jié)約空間，滿足大數(shù)據(jù)中心未來發(fā)展趨勢。

   用作防水涂層的氟化液產(chǎn)品，防水防塵效果可以到IPX45左右，雖然比起一些蒸鍍鍍層的方案，它也有自己的特點。

   用作滅火劑的氟化液產(chǎn)品，能對起火現(xiàn)場的數(shù)據(jù)和設(shè)備起到最好的保護。

   以上，只是氟化液應(yīng)用的一部分，還有很多很多。

   以氟化液當溶劑，配合PPG的原液，可以配成防指紋液產(chǎn)品；作為一個安全的工業(yè)液體的稀釋。 

   以氟化液當撿漏液體，浸入一些精密的電線盒，可以安全檢測漏油情況；

   深入電路板細小間隙，有效清洗灰塵等，而不會有短路風(fēng)險；

   添加入發(fā)泡劑，可以使發(fā)泡效果更好，空隙均勻，一致性好；

   類似的還可以作為注塑的流平劑，使熟料體系內(nèi)物料共混效果更佳；

   防靜電劑類型的氟化液，高透明，穩(wěn)定，以及大量使用在高端的光學(xué)膜產(chǎn)品，如偏光片等產(chǎn)品。

1. 2：含氟濕電子化學(xué)品

 含氟濕電子化學(xué)品與半導(dǎo)體

   廣義的含氟電子化學(xué)品，一般是指用于電子工業(yè)配套的專用含氟化學(xué)品，主要包括高純含氟濕化學(xué)品、電子特氣、電子氟化液、新能源電池電解質(zhì)、含氟電子涂層材料等等。由于氟原子有極強的反應(yīng)活性和較大的電負性，用氟原子和含氟基團代替電子化學(xué)品上的其他基團，能夠顯著提高電子化學(xué)品的性能，運用非常廣泛。含氟濕化學(xué)品主要包括：電子級氫氟酸(HF)、電子級氟化銨(NH4F)、電子級氟化氫銨(NH4HF2)、緩沖氧化蝕刻劑(BOE，由電子級HF、電子級NH4F按照一定比例配制而成)等，下游行業(yè)包括：面板、新能源和半導(dǎo)體，主要用于清洗、蝕刻環(huán)節(jié)，不同生產(chǎn)企業(yè)對電子級含氟濕化學(xué)品要求的標準不同。

   濕電子化學(xué)品，是指主體成分純度大于99.99%、雜質(zhì)離子含量低于ppm級和塵埃顆粒粒徑在0.5微米以下的化學(xué)試劑。濕電子化學(xué)品是電子化學(xué)品領(lǐng)域的分支，是下游制造的關(guān)鍵性基礎(chǔ)化工材料，位于產(chǎn)業(yè)偏中上游的材料領(lǐng)域，其上游是硫酸、鹽酸、氫氟酸、氨水、氫氧化鈉、有機物等基本工業(yè)原料。下游主要應(yīng)用領(lǐng)域包括集電路、顯示面板及光伏等，其中顯示面板是濕電子化學(xué)品最大的下游應(yīng)用終端領(lǐng)域，其次為光伏行業(yè)、半導(dǎo)體及其他領(lǐng)域。終端場景主要應(yīng)用于電子信息產(chǎn)品，例如智能手機、智能電視、智能汽車、電腦等。電子信息產(chǎn)業(yè)鏈在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，主要應(yīng)用于芯片加工環(huán)節(jié)，包括清洗和蝕刻兩大類用途，其純度、潔凈度對集成電路的成品率、電性能和可靠性有十分重要的影響；在面板顯示領(lǐng)域，濕電子化學(xué)品主要應(yīng)用于面板制造中基板上顆粒和有機物的清洗、光刻膠的顯影和去除、電板的刻蝕；在太陽能電池領(lǐng)域，主要應(yīng)用于電池片的制絨、清洗及刻蝕。其中，半導(dǎo)體制造領(lǐng)域對濕了電子化學(xué)品要求最高，平板顯示領(lǐng)域要求其次，太陽能電池領(lǐng)域要求再次。

   濕電子化學(xué)品的分類

   ①產(chǎn)品分類照組成成分和應(yīng)用工藝不同，濕電子化學(xué)品可分為通用濕電子化學(xué)品和功能濕電子化學(xué)品，通用濕電子化學(xué)品一般為單組份、單功能、被大量使用的液體電子化學(xué)品，例如酸類、堿類、有機溶劑類等；功能濕電子化學(xué)品指通過復(fù)配手段達到特殊功能、滿足制造中特殊工藝需求的化學(xué)品，如剝離液、顯影液、刻蝕液、清洗液等。常用濕電子化學(xué)品品類及用途電子濕化學(xué)品中，含氟濕化學(xué)品主要包括：電子級氫氟酸(HF)、電子級氟化銨(NH₄F)、電子級氟化氫銨(NH₄HF₂)、緩沖氧化蝕刻劑(BOE，由電子級氫氟酸、電子級氟化銨按照一定比例配制而成)等，不同微電子生產(chǎn)企業(yè)對電子級含氟濕化學(xué)品要求的標準不同。

   ②純度分類隨著對集成電路線寬的要求越來越密集，其對濕電子化學(xué)品的要求越來越高，例如有害例子含量已經(jīng)從 10^-6（ppm）向 10^-9（ppb）、10^-12（ppt）發(fā)展。國際半導(dǎo)體設(shè)備和材料組織（SEMI）在 1975 年制定了國際統(tǒng)一的超凈高純試劑標標準。

   SEMI 關(guān)于濕電子化學(xué)品的產(chǎn)品標準以及有關(guān)規(guī)格為了能夠規(guī)范世界電子化學(xué)品的標準，國際半導(dǎo)體設(shè)備和材料協(xié)會(Semiconductor Equipmentand Materials International，簡稱SEMI)于1975年成立了SEMI化學(xué)試劑標準化委員會，專門制定、規(guī)范了電子化學(xué)品的國際標準具體見表；國內(nèi)含氟超凈高純化學(xué)試劑生產(chǎn)企業(yè)不多、品種單一沒有統(tǒng)一的行業(yè)標準，目前主要以全球電子化學(xué)品龍頭企業(yè)-德國巴斯夫的企業(yè)標準為主具體見表

   目前，世界上含氟超凈高純化學(xué)試劑產(chǎn)品主要有：電子級氫氟酸(HF)、電子級氟化銨(NH4F)、電子級氟化氫銨(NH4HF2)、緩沖氧化蝕刻劑(BOE，由電子級HF和電子級NH4F按照一定比例配制而成)等。

1. 3：含氟電子特氣

2.    含氟特氣是半導(dǎo)體制程的必需品，是電子特種氣體的重要組成部分，約占總量的30%左右，在半導(dǎo)體領(lǐng)域主要用于制作清洗劑、蝕刻劑，也可用于制作摻雜劑、成膜材料等。高純度含氟電子特氣作為極大規(guī)模集成電路行業(yè)必需的清洗和蝕刻氣體，可以在芯片制作過程中保障極大規(guī)模集成電路的生成，確保電路能夠有效發(fā)揮作用。含氟電子氣體的細分品類眾多，主要包括CF4、C2F6、C3F8、C4F8、C4F6、CHF3、SF6、NF3等傳統(tǒng)含氟電子氣體，以及COF2、ClF3、F2等新型低GWP含氟氣體。

3. 
   

    目前全球電子特氣市場中含氟電子特氣約占其總量的30%左右，含氟電子特氣是電子信息材料領(lǐng)域特種電子氣體的重要組成部分，主要用作清洗劑、蝕刻劑，也可用于摻雜劑、成膜材料等。由于傳統(tǒng)含氟氣體大氣壽命和GWP (Global Warming Potential)，全球變暖潛能值，指在100年的時間框架內(nèi)，各種溫室氣體的溫室效應(yīng)對應(yīng)于相同效應(yīng)的二氧化碳的質(zhì)量)較高，對臭氧層破壞較大，在《京都議定書》框架內(nèi)面臨逐步減量甚至禁用，因此開發(fā)新型、安全、環(huán)保的含氟電子氣體已成為近年來國內(nèi)外研究和產(chǎn)業(yè)化熱點。

   傳統(tǒng)含氟電子特氣有CF4、C2F6、C3F8、C4F8、C4F6、CHF3、SF6、NF3等，新型含氟電子特氣有COF2、ClF3、F2等。

   含氟電子特氣不但用于半導(dǎo)體工業(yè)還用于 LCD分離器件、非晶硅太陽能電池和光導(dǎo)纖維的制造。因高純單晶硅是一種本征半導(dǎo)體，其導(dǎo)電性能很不理想必須有控制地摻入微量的雜質(zhì)元素，才能具有所需的電性能。因摻雜劑是有控制地加入，用量極小一般在萬分之幾到一萬分之幾，且直接加于硅片內(nèi)因此質(zhì)量品質(zhì)要求甚高，必須是高純化學(xué)品。

1. 4：含氟電子涂層材料

    含氟電子涂層材料主要用于電子產(chǎn)品的抗指紋涂層、防污涂層、電子防潮涂層劑等微米或納米涂層領(lǐng)域。其成分主要為含氟硅氧烷、含氟丙烯酸酯、氟硅油。其中含氟抗指紋液主要是采用全氟聚醚為其實原料進行合成，是主流的電子屏幕的含氟抗指紋液。含氟電子涂層材料在我國電子行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用，是發(fā)展高端電子器件不可或缺的材料。

   過去幾年是中國電子工業(yè)最迅猛的時期，含氟電子化學(xué)品也取得了長足的進步，無論是政策鼓勵、政府支持還是資本投入，都極大地促進行業(yè)的快速發(fā)展，某些含氟電子特氣和濕含氟化學(xué)品的國產(chǎn)化率超過50%。

   但是，我們也應(yīng)該看到，高端電子化學(xué)品的國產(chǎn)化率僅25%左右，這其中有三方面的原因：其一是用戶產(chǎn)品評價技術(shù)難度大、周期長、費用高；其二是生產(chǎn)企業(yè)存在生產(chǎn)過程管控不嚴格、培訓(xùn)不到位、供應(yīng)商管理缺失、物流管理較弱、安全環(huán)保意識不強，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、供貨不及時、在下游用戶中信任度不高；其三是研發(fā)投入不足，難以突破國際大公司的專利限制和技術(shù)壁壘。未來，國內(nèi)企業(yè)上升的空間仍然很大。

   含氟電子化學(xué)品大多單品用量較小，市場容量小，國內(nèi)企業(yè)一哄而上，容易造成產(chǎn)能過剩，產(chǎn)品價格波動大，不利于行業(yè)的穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展，這方面，電子級氫氟酸、六氟化硫都有深刻的教訓(xùn)。企業(yè)需立足自身優(yōu)勢，做好行業(yè)定位，提供個性化產(chǎn)品和服務(wù)，并通過持續(xù)的研發(fā)提升產(chǎn)品質(zhì)量和供貨的穩(wěn)定性，樹立品牌。避免盲目跟風(fēng)擴產(chǎn)能，在滿足我國電子行業(yè)快速發(fā)展的同時，實現(xiàn)企業(yè)自身的良性發(fā)展。

    “一代材料，一代工業(yè)”---材料強，則工業(yè)強；工業(yè)強，則國強。上海勁孚化工科技有限公司，真誠期待與天下人分享交流各種特種新材料。（識別下圖中二維碼，微信關(guān)注“上海勁孚化工科技有限公司”微信公眾號吧）