常用硅烷偶聯(lián)劑歡迎來(lái)電

常用硅烷偶聯(lián)劑在電子工藝中的應(yīng)用

硅烷已成為半導(dǎo)體微電子工藝中使用的的特種氣體, 用于各種微電子薄膜制備, 包括單晶膜、微晶、多晶、氧化硅、氮化硅、金屬硅化物等。

硅烷的微電子應(yīng)用還在向縱深發(fā)展: 低溫外延、選擇外延、異質(zhì)外延。不僅用于硅器件和硅集成電路，也用于化合物半導(dǎo)體器件(碳化硅等)。在超晶格量子阱材料制備中也有應(yīng)用。用硅烷氣相沉積技術(shù)制造各種含硅薄膜在高技術(shù)中的應(yīng)用還在與日俱增。可以說(shuō)現(xiàn)代幾乎所有先進(jìn)的集成電路的生產(chǎn)線都需用到硅烷。硅烷的純度對(duì)器件性能和成品率關(guān)系極大，更高的器件需要更高純度的硅烷(包括乙硅烷、丙硅烷)。

常用硅烷偶聯(lián)劑的發(fā)展與應(yīng)用

硅烷偶聯(lián)劑的發(fā)展與應(yīng)用

硅烷簡(jiǎn)介：有機(jī)硅烷又稱硅烷偶聯(lián)劑(silane coupling agents，簡(jiǎn)稱SCA)，用硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行金屬預(yù)處理是近年來(lái)新興的表面處理工藝，常用硅烷偶聯(lián)劑由于其安全性、無(wú)污染、適用廣泛、成本低、對(duì)有機(jī)涂層有優(yōu)異的粘接性能等優(yōu)點(diǎn)而引起國(guó)內(nèi)外學(xué)者們的關(guān)注，有機(jī)硅烷處理工藝有望取代傳統(tǒng)的磷化、鉻酸鹽鈍化等對(duì)環(huán)境容易造成污染的處理工藝。由于這個(gè)原因，應(yīng)該對(duì)硅烷進(jìn)行選擇，保證選擇的硅烷能提供礦物填料和高分子材料最適宜的化學(xué)粘結(jié)性能。

硅烷的歷史：早在上世紀(jì)40年代，Johns Hopkins大學(xué)的Ralph K Witt等人在一份寫(xiě)給軍械局的“秘密”報(bào)告中指出，用烯丙基三乙氧基硅烷處理玻璃纖維而制成的不飽和聚酷復(fù)合材料的強(qiáng)度為采用硅烷處理玻璃纖維時(shí)的兩倍，從而開(kāi)創(chuàng)了硅烷偶聯(lián)劑實(shí)際應(yīng)用的歷史，并極大地刺激了硅烷偶聯(lián)劑的研究與發(fā)展。國(guó)內(nèi)用于金屬表面處理的主要方法是磷化法，由于磷化法高能耗、高污染、高成本，逐步被硅烷表面處理技術(shù)取代，硅烷處理技術(shù)正在不斷地被研發(fā)、成熟完善和應(yīng)用。

硅烷的應(yīng)用：硅烷偶聯(lián)劑作為連接兩種不同性質(zhì)材料的“分子橋”已經(jīng)在復(fù)合材料、涂料、膠粘劑等行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。隨著常用硅烷偶聯(lián)劑它在玻璃纖維增強(qiáng)材料中的應(yīng)用，合成的種類日益繁多，應(yīng)用范圍也日益擴(kuò)大。由于硅烷偶聯(lián)劑水解后，其常用硅烷偶聯(lián)劑自身也產(chǎn)生縮合反應(yīng)，要影響到計(jì)算用量的準(zhǔn)確性，所以要增加一定的加入量。現(xiàn)在，硅烷偶聯(lián)劑基本上適用于所有無(wú)機(jī)材料和有機(jī)材料的連接表面，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在汽車、航空、電子和建筑等行業(yè)中。

常用硅烷偶聯(lián)劑作用過(guò)程

偶聯(lián)劑作用過(guò)程

B?Arkles根據(jù)偶聯(lián)劑的偶聯(lián)過(guò)程提出了4步反應(yīng)模型，即：

①與硅原子相連的SiX基水解，生成SiOH；

②Si-OH之間脫水縮合，生成含Si-OH的低聚硅氧烷；

③低聚硅氧烷中的SiOH與基材表面的OH形成氫鍵；

④加熱固化過(guò)程中，常用硅烷偶聯(lián)劑伴隨脫水反應(yīng)而與基材形成共價(jià)鍵連接。

一般認(rèn)為，界面上硅烷偶聯(lián)劑水解生成的3個(gè)硅羥基中只有1個(gè)與基材表面鍵合；剩下的2個(gè)Si-OH，或與其他硅烷中的Si-OH縮合，或呈游離狀態(tài)。因此，通過(guò)硅烷偶聯(lián)劑可使2種性能差異很大的材料界面偶聯(lián)起來(lái)，從而常用硅烷偶聯(lián)劑提高復(fù)合材料的性能和增加黏結(jié)強(qiáng)度，并獲得性能優(yōu)異、可靠的新型復(fù)合材料。硅烷偶聯(lián)劑廣泛用于橡膠、塑料、膠黏劑、密封劑、涂料、玻璃、陶瓷、金屬防腐等領(lǐng)域。這一加熱反應(yīng)過(guò)程是常用硅烷偶聯(lián)劑脫水、縮合與固化，以使硅烷偶聯(lián)劑與硅微粉形成穩(wěn)定和牢固的共價(jià)鍵結(jié)合。現(xiàn)在，硅烷偶聯(lián)劑已成為材料工業(yè)中必不可少的助劑之一。