我国电子化学品概况与发展 吴坚疏亿万李有明 (无锡广信感光科技有限公司) 近代电子工业是与化学过程密切相关，需用大量的专用化学品，因而出现了电子化学品行业，它亦成为 电子行业日新月异发展的基础支撑。 电子化学品市场在经历了2000年强劲发展之后，2001年曾陷入低谷，2002年下半年起市场已逐步回复， 2003年是迅速发展的一年，据美国TheInformationNetwork统计，2003年全球半导体化学原料产业规模为 业中发展最快的领域。 与世界水平相比，我国电子化学品还较落后，但近年来发展也较快。在目前全世界信息产业的市场规模 已突破2万亿美元的大背景下，自2004年以来，我国信息产品制造业的年均增长率超过20％，而电子化学品 的年均增长率也同步增长。预计2010年，我国的电子化学品市场规模将超过300亿元，将成为化工行业中发 展速度最快、最具活力的行业之一。 一、概况 电子化学品的特点之一是品种繁多，较大的类别有光刻胶、平板显示器(FPD)专用化学品、印刷电路 板材料、高纯试剂、电子特种气体、封装材料等，其中光刻胶、高纯试剂、电子特种气体、封装材料主要为 IC产业配套，FPD专用化学品为平板显示器配套(详见表1)。 表1电子化学品的类型与代表性的品种 应用领域 产品类别 典型品种 环化橡胶型负型光刻胶、g线正性光刻、i线正型光刻 光刻胶 胶、248nm光刻胶、193nm光刻胶、电子束胶等 硫酸、过氧化氢、盐酸、氢氟酸、硝酸、氨水、氟化铵 高纯试剂 缓蚀溶液、异丙醇等 IC产业 氯气、氧气、二氧化碳气体、氟化物气体等和MO源 电子特种气体 (，A，，Sb、Cd、Ga，In、TelZn，Be、Bi、B、Fe、 Mg、P、Hg、Se、Si、Sn、Ta、Ti和w等) 封装材料 KH850、KH950等)、聚酰亚胺模塑料 ITO导电玻璃、液晶、彩色滤光片(CF)、光源模块、 LCD专用化学品 偏光片、光刻胶、导电胶及粘合剂和清洗剂等 FPD产业 光刻导电银浆、黑矩阵形成光刻浆料、三基色荧光粉光 PDP专用化学品 刻浆料、障壁光刻浆料和光刻介质浆料等 基板材料 fRT树脂析)、聚丁一懦粝等 印制电路板产业 阻焊剂、线路成像抗蚀剂、网印油墨、电镀用化学品、 板上专用化学品 其他化学品(保护涂料、消泡剂、粘合剂和助焊剂) 目前，我国能工业化生产或能提供批量生产的电子化学品品种已近1000种。本文重点介绍光刻胶、FPD 专用化学品、印刷电路板材料等的概况与发展。 1光刻胶 67 离子束等照射或辐射，其溶解度发生变化的耐蚀刻薄膜材料，经曝光、显影后其溶解度增加的是正型光刻 胶，溶解度减小的是负型光刻胶。按曝光光源和辐射源的不同，又分为紫外光刻胶(包括紫外正型光刻胶、 紫外负型光刻胶)、深紫外光刻胶、电子束胶、X_射线胶和离子柬胶等。 光刻技术是IC工业发展的推动力，光刻过程是一个图形转移的工艺加工过程，光刻胶是该过程中的唯一 介质。通过电子束光刻胶，可将集成电路设计出的图形通过电子束直写技术制成掩模版，然后再根据图形的 线宽采用相应的光刻技术与配套的光刻胶将掩模版图形转移到基片(如硅片)上。一般情况下，在图形转移 工艺过程中，要对基片进行10多次曝光光刻才能形成最终的图形。由于每次光刻的对象和线宽要求不同，故 所使用的光刻胶也各不相同。当今集成电路制造工艺采用的主流技术多以紫外线和深紫外线 nln)_+ rim)为光源。随着集成电路线宽不断缩小，光刻技术的发展趋势为：g线nm)，与之对应的是各类光刻胶的不断开发研制、生产。 近年来，国外248 刻胶分辨率可达0．15pm左右，可以满足lG随机存储器的要求，并已有成熟的产品在4G集成电路制作中使用； 157nm光刻胶已在纳米级集成电路中应用，是光刻胶发展的新一代产品。此外，电子束胶极有可能在集成电 路线宽降至纳米级时在规模生产中投入使用，目前国外电子束胶的研究水平已达0．05}xm，其0．1pm技术电子 束胶已批量生产。 在国内市场上，目前使用的光刻胶品种主要有：环化橡胶型紫外负型光刻胶和普通g线t／a，生产单位主要是苏州瑞红电子化学品公司和北京化学试剂研究所，无锡市化工研究设计院有限 公司能少量提供电子束光刻胶及其它一些特种光刻胶，其它光刻胶产品基本依赖进口。 表2我国目前的光刻胶体系 序号 光刻胶体系 主要成分 主要用途 成膜树脂：聚异戊二烯环化产物感光 半导体分离器件、2pining l 环化橡胶型紫外负型光刻胶 剂：双叠氮化合物 上集成电路的制作 成膜树脂：线 g线正型光刻胶 感光剂：多羟基化合物和重氮萘醌磺酸 酯 成膜树脂：改性线 i线正型光刻胶 感光剂：多羟基化合物和重氮萘醌磺酸 酯 成膜树脂：改性聚对羟基苯乙烯等 0．25—0．139m集成电路制 4 248 nlTl光刻胶 感光剂：翁盐光致酸产生剂等 作 成膜树脂：聚脂环丙烯酸酯等 0．1—0．06I，tm集成电路制作 5 193nm光刻胶 感光剂：光致酸产生剂 成膜树脂：多元共聚物 电子束直写制作掩模版 6 电子束光刻胶 感光剂：光致酸产生剂等 通过“十五”、 “十一五”科技部“863”计划研究，北京化学试剂研究所和无锡市化工研究设计院有 限公司等单位已取得“193nm光刻胶”、“电子束化学增幅抗蚀剂”等项目的中试成果，其中193nm光刻胶 2FPD专用化学品 Panel 平板显示器(Flat Display，FPD)是具有广阔前景的显示技术，它融合了微电子技术、液晶 显示技术等。FPD主要包括液晶显示器(LiquidCrystal Panel，PDP)等，应用对象为笔记本电脑、台式计算机和大屏幕彩电、移动通信、数码摄像机 Display 等终端产品。 根据FPD的类型，其专用化学品的品种目前主要有：LCD材料(ITO导电玻璃、液晶、彩色滤光片、光 源模块、偏光片、光刻胶、导电胶及粘合剂和清洗剂等)、PDP配套系列光刻浆料(光刻导电银浆、障壁光 刻浆料、光刻介质浆料、三基色荧光粉光刻浆料和黑矩阵形成光刻浆料等)。 ①LCD材料 LCD具有低电压、低功耗的优点，适用于便携式显示，因此，LCD的应用几乎覆盖了所有显示应用领 Film (薄膜晶体管LCD)。其中TFT—LCD(Thin Crystal Transistor—Liquid 良及生产工艺技术在上世纪末得到突破及成熟，目前占LCD产品市场的90％以上。 我国液晶显示器行业起步于上世纪70年代，2001年以来获得快速发展，市场竞争日趋激烈。目前我国有 潮，吉林彩晶电子股份有限公司、南京新华日液晶显示有限公司等企业均已成功建成TFT—LCD(薄膜晶体 管LCD)生产线，上海广电集团、北京京东方集团、深圳天马微电子公司、普天集团公司、TCL公司等也拟 引进或合作生产第五代TFT—LCD产品。目前，我国已成为世界液晶显示需求增长最快的国家。 LCD材料主要有ITO导电玻璃、液晶、彩色滤光片(CF)、光源模块、偏光片、光刻胶、导电胶及粘合 要制造商为日本电气硝子(NEC)、旭硝子、美国康宁公司等；偏光片市场几乎由日本公司垄断，年产量近 1000万n12。 表3TFT—LeD材料成本构成 材料 所占比例 其它部分 所占比例 彩色滤光片 17 设备折旧 13 偏光片 8 人1：费用 6 液晶 3 厂房折旧 5 玻璃基片 3 权利金 4 背光模组 1l 维修费用 2 驱动IC 13 其它材料、耗材 15 总计 70 总计 30 目前，国内有ITO导电玻璃生产线条，主要厂商有苏州板硝子、深圳南玻、深圳莱宝等，年产能力 世界上ITO导电玻璃的主要生产国。 我国光源模块的生产企业主要为台资企业，如台湾中强光电、冠鑫在苏州设立的背光模厂，台湾中强光 电、辅祥、科桥在吴江设立的背光模厂，台湾大亿在无锡设立的背光模厂等，预it2007年我国背光模组工厂 月产能大约在350万片。 国内偏光片制造商主要是无锡阿尔梅感光化学公司和日本电工、力特在苏州设的偏光板厂，其中无锡阿 尔梅感光化学公司生产的偏光片基广泛应用于各类电子液晶显示屏的制造，型号有P一80、P一70，除供国 内市场外，还出口日本等国。此外，北京化学试剂所的BP218系列正型光刻胶适用于TN／STNLCD的单色滤 光片光刻制作，有3种不同粘度的产品，可满足不同产品工艺和膜厚的需要；中日合资苏州瑞红电子化学品 的单色滤光片使用要求，在国内LCD光刻胶市场的占有率已达50％以上。 ②PDP配套化学品 等离子显示器PDP(Plasmadisplaypanel)是利用惰性气体电子放电，产生紫外线激发红、绿、蓝三基色荧 光粉发光而呈现彩色画面的平板显示技术，是一种主动发光型显示器件，具有超薄、重量远轻于大尺寸CRT 电视、高分辨率、抗磁场影响、宽视角等特点，被视为未来进入家庭的大尺寸电视的主流。 69 我国PDP制造商主要有彩虹集团公司、中国电子科技集团第55研究所、上海松下公司、华映光电公 司等。 制作高亮度、大屏幕的彩色PDP主要涉及电极、障壁和荧光粉点阵图形等的微细化和高密度化，而制作 电极、障壁和荧光粉点阵的关键化学材料(即彩色PDP配套化学品)是彩色PDP配套系列光刻浆料，如光刻 导电银浆、黑矩阵形成光刻浆料、三基色荧光粉光刻浆料、障壁光刻浆料和光刻介质浆料等。 在彩色PDP配套化学品的研发方面，无锡市化工研究设计院有限公司先后完成了“三基色荧光粉光刻浆 料”、 “光刻导电银浆”、“耐喷砂抗蚀剂(即障壁光刻浆料)”、“黑矩阵形成光刻浆料”的实验室研 制，但有关产品的生产，现在还属空白。 3印刷电路板材料 印刷电路板(PCB)是电子元件工业中的最大产业，产值和销售额均占世界电子元件总产值和总销售额 我国PCB总体下滑近30％，但当年出口额同比增长7．45％。目前，我国PCB行业已从生产销售单面板为主转 变到以双面板、多层板为主，环绕PCB产业的生产企业约有2000家，包括PCB产品制造、物料供应、设备供 应、辅助服务、装配和贸易服务企业等。 PCB配套用电子化学品主要分为以下四类： ①基板材料。包括基体树脂和增强材料。基体树脂主要是酚醛树脂、环氧树脂、聚酯树脂和聚酰亚胺树 脂，以及崭露头角的BT树脂等。 表4常用高性能PCB基材的性能比较 项目 FR——4 FR—．5 改性环氧树脂 BT2600@ 聚J一烯 表面电阻(Q】 4×1014 1015 2X1012 6X 1014 1015 绝缘电阻(Q) 3X1014 5X1014 2X1014 3X 1014 5X1014 介电常数(1MHz) 4．32 4．8 4．6 4．24 3．4 介质损耗(1MHz) 0．019 0．017 0．020 0．0l 0．005 玻璃化温度(℃) 140 177 160 180 注：①BT2600为BT树脂的商品名。 基体树脂中酚醛树脂目前我国年产量为5000t左右；用量最大的是环氧树脂，我国生产企业较多，总生 产能力达lO万讹左右，但还不能部分国内使用需求，仍需大量进口。增强材料中，用量最大的是电子级玻璃 纤维布，目前我国已有10家企业建立了无碱池窑生产线。 ②线路板用油墨和化学品。主要包括光致抗蚀剂、阻焊剂、标记油墨等。 光致抗蚀剂是制造PCB电路图形的关键材料，主要有液态光致抗蚀剂和干膜抗蚀剂两大类，其中干膜抗 蚀剂主要有无锡阿尔梅感光化学公司等干膜生产企业，生产的水溶性光致抗蚀干膜年产量很少，远远不能满 足国内PCB制造需求，大部分依靠进口；液态抗蚀剂有自然干燥型、加热固化型、UV(紫外光)固化型和 密度双面和多层PCB。我国现有抗蚀剂生产企业的年产量约15000t，但不能满足国内PCB制造需求。 阻焊剂类型主要可分为4类：光固化阻焊油墨，阻焊干膜，热固阻焊剂，光成像阻焊油墨。目前，我国 各种阻焊剂的年用量约50000t，其中感光成像阻焊剂需求增长最快。国产阻焊剂只能满足中、低档产品需 求，高档产品用液态感光成像阻焊剂等大部分需要进口。 标识油墨亦称字符油墨，在单面板、双面板和多层板上均有使用，需求量约为300～350吨／年。 ③电镀用化学品。除主要用于镀铜工艺外，在镀镍、锡、金及其他贵金属的电镀工艺中也使用。常用的 殊性能要求的电镀添加剂需进口。 ④用于显影、蚀剂、黑化、除胶、清洗和保护助焊等工艺的其他化学品，如保护涂料、消泡剂、粘合剂 70 和助焊剂等。目前我国有几家公司和科研单位生产这些产品。2006年我国电镀、显影和蚀刻等用化学品的市 场规模已超过2．5亿元，而且目前需求增长很快。 二、发展前景 了63．7％和55．2％。近年来，我国IC制造水平得到明显提升，8英寸、12英寸集成电路生产线的逐步投产， 总投片量30万片／月，占行业总投片量的50％，成为Ic芯片制造业的主要力量；8英寸IC芯片加工技术已达 块约3300亿元，而据预测，2010年需求将达15004L块约9000亿元。 LCD产量约70万In2，彩色STN—LCD产量约60万m2，而TFT—LCD产能将超过800万m2。 电子工业的快速发展，为电子化学品提供了发展的舞台，也对电子化学品的品质与性能提出了更高的要 占50％市场份额。在10家大公司中日本公司占4家，住友化学的销售额位居榜首，主要产品是光刻胶。亚洲 电子化学品市场正在迅速发展，2005年占世界电子化学晶市场份额的50％。专家认为，我国将成为电子化学 品潜在的大市场。 表5我国IC生产线对光刻胶和高纯试剂的需求量 高纯试剂 光刻胶 生产线 级别 用量(千升) 类别 用量(升) 生产 0．1 4000 193nm 14000 ppb 0．1 193nrn 12英寸 在建 ppb 筹建 0．1 193nm ppb 0．1 4410 248nm 36000 ppb 生产 1 8820 i线 ppb 筹建 1 25200 248nm 89600 ppb i线 ppb g线 i线 i线 ppb 生产 g线英寸 i线 ppb g线年中国LCD材料需求量预测 TFT TN 黑白STN 彩色STN I_CO产能(万m2) 800 600 70 60 液晶材料(t) 50 42 5 4 彩色滤光片(万m2) 800 0 0 60 偏光片(万m2) 2000 1400 160 140 玻璃基片(万m2) 16000 1200 140 120 I-I-O玻璃(万m2) O 1200 140 60 7l 表72010年我国电子化学品市场预测 材料名称 主要技术要求 用途 需求量(t) 光刻胶 用于集成电路、半导体器件LCD等 680．5 高纯试剂 SEMI级 用于集成电路、和硅片制造 151000 SiH4、B2H6、AsH3、NF3、CF4、 高纯电子气体 用于集成电路、和硅片制造 28000(瓶1 SiHCl2、PH3等约20种SEMI级 封装材料 IC及半导体器件封装 30000 硅片抛光液 粗、中、细抛 用于硅片抛光 1500 各种清洗剂 用于7t；器1午寺电于冷邵仟清’冼 25000 环氧树脂 用于覆铜板生产 150000 灌封料 用于电子元件、绝缘防震 1500 包封料 用于电f兀件包封 3000 阻焊剂 用于PCB生产 4000 =墓每萤*粉 用于彩色显像管、PDP器件 1000 液晶材料 用于LCD器件 120 I1-O导电玻璃 用于LCD器件 1000(万m2) 偏振片 用于LCD器件 3000(7im2) ABS 用于彩电等电子整机 400000 我国电子化学品行业近年来的发展并不平衡，“短缺”是当前市场最根本的特征，虽然很多关键性市 场如IC芯片、光纤原料和高档元器件材料等，均为外国公司所垄断，但我国在IC配套材料、FPD材料中 很多领域的基础研究与开发已居世界前列甚至领先地位，只是由于材料加工工艺与装备问题未能很好解决， 致使大量先进的成果只能长期困在实验室中。此外，我国新材料科研开发力量的分布也相对分散，研究与 生产较脱节，在资源配置方面还存在不合理与浪费的情况。我国许多方面与国外的差距还很大。因此如何 使我国电子化学品的研究与生产上一个新台阶、为我国电子信息产业的发展做出更大的贡献，是摆在我们 面前的紧迫任务。 我国电子化学品概况与发展 作者： 吴坚， 疏亿万， 李有明 作者单位： 无锡广信感光科技有限公司 本文链接：/Conference_7231724.aspx
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