國產替代進程加速
日本信越化學因地震導致KrF光刻膠產能受限后,國內企業加速驗證本土產品。鼎龍股份潛江工廠的KrF/ArF產線2024年12月獲兩家大廠百萬大單,二期300噸生產線在建。武漢太紫微的T150A光刻膠性能參數接近日本UV1610,已通過中芯國際14nm工藝驗證。預計到2025年,國內KrF/ArF光刻膠國產化率將從不足5%提升至10%。
原材料國產化突破
光刻膠樹脂占成本50%-60%,八億時空的光刻膠樹脂產線預計2025年實現百噸級量產,其產品純度達到99.999%,金屬雜質含量低于1ppb。怡達股份作為全球電子級PM溶劑前段(市占率超40%),與南大光電合作開發配套溶劑,打破了日本關東化學的壟斷。這些進展使光刻膠生產成本降低約20%。
供應鏈風險緩解
合肥海關通過“空中專線”保障光刻膠運輸,將進口周期從28天縮短至17天,碳排放減少18%。國內在建12座光刻膠工廠(占全球總數58%),預計2025年產能達3000噸/年,較2023年增長150%。
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公司嚴格執行 ISO9001:2008 質量管理體系與 8S 現場管理標準,通過工藝革新與設備升級實現生產過程的低污染、低能耗。注塑廢氣、噴涂廢氣經多級凈化處理后達標排放,生活污水經預處理后納入市政管網,冷卻水循環利用率達 100%。危險廢物(如廢機油、含油抹布)均委托專業機構安全處置,一般工業固廢(如邊角料、廢包裝材料)則通過回收或再生利用實現資源循環。
公司持續研發環保型材料,例如開發水性感光膠替代傳統油性產品,降低有機溶劑使用量;優化錫膏助焊劑配方,減少焊接過程中的煙霧與異味。此外,其 BGA 助焊膏采用低溫固化技術,在提升焊接效率的同時降低能源消耗。通過與科研機構合作,公司還在探索生物基材料在半導體封裝中的應用,為行業低碳發展提供新路徑。
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工藝流程
? 目的:去除基板表面油污、顆粒,增強感光膠附著力。
? 方法:
? 化學清洗(硫酸/雙氧水、去離子水);
? 表面處理(硅基板用六甲基二硅氮烷HMDS疏水化,PCB基板用粗化處理)。
涂布(Coating)
? 方式:
? 旋涂:半導體/顯示領域,厚度控制精確(納米至微米級),轉速500-5000rpm;
? 噴涂/輥涂:PCB/MEMS領域,適合大面積或厚膠(微米至百微米級,如負性膠可達100μm)。
? 關鍵參數:膠液黏度、涂布速度、基板溫度(影響厚度均勻性)。
前烘(Soft Bake)
? 目的:揮發溶劑,固化膠膜,增強附著力和穩定性。
? 條件:
? 溫度:60-120℃(正性膠通常更低,如90℃;負性膠可至100℃以上);
? 時間:5-30分鐘(根據膠厚調整,厚膠需更長時間)。
曝光(Exposure)
? 光源:
? 紫外光(UV):G線(436nm)、I線(365nm)用于傳統光刻(分辨率≥1μm);
? 深紫外(DUV):248nm(KrF)、193nm(ArF)用于半導體先進制程(分辨率至20nm);
? 極紫外(EUV):13.5nm,用于7nm以下制程(只能正性膠適用)。
? 曝光方式:
? 接觸式/接近式:掩膜版與膠膜直接接觸(PCB、MEMS,低成本但精度低);
? 投影式:通過物鏡聚焦(半導體,分辨率高,如ArF光刻機精度達22nm)。
關鍵工藝流程
涂布與前烘:
? 旋涂或噴涂負性膠,厚度可達1-100μm(遠厚于正性膠),前烘溫度60-90℃,去除溶劑并增強附著力。
曝光:
? 光源以**汞燈G線(436nm)**為主,適用于≥1μm線寬,曝光能量較高(約200-500mJ/cm2),需注意掩膜版與膠膜的貼合精度。
顯影:
? 使用有機溶劑顯影液(如二甲苯、醋酸丁酯),未曝光的未交聯膠膜溶解,曝光的交聯膠膜保留。
后處理:
? 后烘(Post-Bake):加熱(100-150℃)進一步固化交聯結構,提升耐干法蝕刻或濕法腐蝕的能力。
光刻膠是有什么東西?
技術挑戰與發展趨勢
更高分辨率需求:
? EUV光刻膠需解決“線邊緣粗糙度(LER)”問題(目標<5nm),通過納米顆粒分散技術或新型聚合物設計改善。
缺陷控制:
? 半導體級正性膠要求金屬離子含量<1ppb,顆粒(>50nm)<1個/mL,需優化提純工藝(如多級過濾+真空蒸餾)。
國產化突破:
? 國內企業(如上海新陽、南大光電、容大感光)已在KrF/ArF膠實現批量供貨,但EUV膠仍被日本JSR、美國陶氏、德國默克壟斷,需突破樹脂合成、PAG純度等瓶頸。
環保與節能:
? 開發水基顯影正性膠(減少有機溶劑使用),或低烘烤溫度膠(降低半導體制造能耗)。
典型產品示例
? 傳統正性膠:Shipley S1813(G/I線,用于PCB)、Tokyo Ohka TSM-305(LCD黑矩陣)。
? DUV正性膠:信越化學的ArF膠(用于14nm FinFET制程)、中芯國際認證的國產KrF膠(28nm節點)。
? EUV正性膠:JSR的NeXAR系列(7nm以下,全球市占率超70%)。
正性光刻膠是推動半導體微縮的主要材料,其技術進步直接關聯芯片制程的突破,未來將持續向更高精度、更低缺陷、更綠色工藝演進。
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全品類覆蓋與定制化能力
吉田半導體的光刻膠產品覆蓋芯片光刻膠、納米壓印光刻膠、LCD光刻膠等全品類,適用于半導體、顯示面板、MEMS等多個領域。例如,其LCD正性光刻膠YK-200和水油光刻膠JT-2001可滿足0.45μm及以上線寬需求,支持客戶定制化工藝參數,尤其在柔性顯示(OLED)和Mini/Micro LED等新興領域表現突出。
技術亮點:通過自主研發的樹脂配方和光敏劑體系,實現了高分辨率(120nm)和高抗蝕性的平衡,部分指標(如線寬粗糙度LWR<3nm)接近國際主流產品水平。
國產化材料與工藝適配
公司采用進口原材料+本地化生產模式,關鍵樹脂單體、光敏劑等主要成分通過德國默克、日本信越等供應商采購,同時建立了超純提純工藝(雜質含量<1ppm),確保產品穩定性。此外,其光刻膠與國內主流光刻機(如上海微電子SSA800)、勻膠顯影機(如盛美上海)的兼容性已通過驗證,縮短客戶工藝調試周期。
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