PSPI（光敏性聚酰亞胺）是一種十分重要的半導(dǎo)體材料，也是一種十分被卡脖子的材料。

什么是PSPI？

PSPI，全稱為“光敏性聚酰亞胺”（Photosensitive Polyimide），這種材料結(jié)合了聚酰亞胺（Polyimide，PI）的優(yōu)良的物理和化學(xué)性能，以及光敏材料的特性。

PSPI類似于光刻膠，在紫外光、α射線、X射線等的輻射下，被照射部分的結(jié)構(gòu)會發(fā)生變化，能夠溶解在相應(yīng)溶劑中，可以用于制作精密的圖案。

PI有什么優(yōu)良特性？

介電特性好：介電常數(shù)通常在3.0到3.5之間，改良后可降至2.5；介電強(qiáng)度很高，通常在200至300 kV/mm之間；體積電阻率非常高，在10^16至10^18 Ω·cm之間；表面電阻率也非常高，通常在10^13至10^16 Ω范圍內(nèi)。PI在高電壓和不同頻率下具有優(yōu)異的電氣絕緣性，能有效地防止電流泄漏和電氣擊穿。

使用溫度范圍廣：在極端的溫度下（-269°C到+400°C之間）保持其物理性能.

熱膨脹系數(shù)非常低：熱膨脹系數(shù)大約在 20 到 50 ppm/°C。也就是說，在溫度變化時體積變化很小。

機(jī)械性能優(yōu)異：高強(qiáng)度；高韌性；抗沖擊性能強(qiáng)；

化學(xué)穩(wěn)定性好：能耐許多有機(jī)溶劑、酸、堿等

PSPI相較于非光敏性PI的優(yōu)勢？

大大簡化了加工步驟，節(jié)約了成本。

PSPI的工藝步驟

涂布 → 軟烘 → 曝光 → 顯影 → 固化

PI的工藝步驟

PI涂布 → 固化 → 光刻膠涂布 → 光刻膠軟烘 → 光刻膠曝光 → 光刻膠顯影 → 光刻膠后烘 → PI刻蝕 → 去除光刻膠

PSPI的結(jié)構(gòu)？

主鏈：主鏈由重復(fù)的酰亞胺環(huán)構(gòu)(-CO-NH-CO-)結(jié)構(gòu)組成。

光敏基團(tuán)：光敏基團(tuán)是一些可以在特定波長的光照射下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的官能團(tuán)。光敏團(tuán)的引入使得材料在光照下能夠發(fā)生交聯(lián)或分解，常見的PSPI光敏基團(tuán)有：環(huán)氧基團(tuán)，雙鍵，偶氮化合物等。

其他官能團(tuán)：引入其他特殊官能團(tuán)以改善其電學(xué)性能或可加工性。

PSPI的在半導(dǎo)體行業(yè)的應(yīng)用？

半導(dǎo)體制造：PSPI可以作絕緣層和介電層，防止芯片中不同層之間的電氣串?dāng)_；也可以用作保護(hù)層，比如在刻蝕或離子注入等工序程中，PSPI可以保護(hù)晶圓表面不受損害。

晶圓級封裝：PSPI主要作為絕緣層，保護(hù)層，電鍍線路的載體等。

PCB板制造：通常作為Cu板的阻擋層，然后用藥水對Cu板進(jìn)行刻蝕；之后PSPI介質(zhì)層與Cu板層壓在一起。

PSPI的主要廠家？

相對于國際市場，國內(nèi)的PSPI行業(yè)起步較晚。由于大陸生產(chǎn)較少且技術(shù)上的差距，產(chǎn)品多集中在中低端領(lǐng)域，國內(nèi)市場在PSPI方面高度依賴進(jìn)口。比較知名的PSPI公司有：HDM公司、東麗（Toray），富士膠片（Fujifilm），JSR，Merck等。






審核編輯：劉清