PFA,PTFE,PVDF在半導體應用上的差異比較

在半導體精密製造的流體輸送系統中，材料的選擇直接決定了製程的純淨度與穩定性。隨著全球半導體產業對超高純度（UHP）要求的提升，氟聚合物（Fluoropolymers）因其卓越的化學惰性與耐溫性成為核心關鍵。

本文將深入解析-和正豐科技 (Bueno Technology) 旗下的三大核心材料：PFA、PTFE 與 PVDF，探討它們在物理特性、加工精度及半導體應用場景中的關鍵差異，協助設備工程師在效能與成本之間達成最佳平衡。

PFA vs PTFE：半導體流體傳輸的實務差異

PFA（Perfluoroalkoxy）

  1. 製程安全性高：化學惰性強，能承受大部分腐蝕性化學品。
  2. 可熔融加工：與 PTFE 相比，PFA 分子結構允許熔融注塑與擠出加工，適合製造複雜形狀閥件、管件等高潔淨部件。
  3. 在半導體製程中常用於：高純度化學品輸送管路、閥門內襯、潔淨室等級配件 等。

PTFE（Polytetrafluoroethylene）

  1. 化學惰性王者：幾乎對所有強酸鹼和有機溶劑都具有極高抵抗力，適合最苛刻的腐蝕環境。
  2. 極低摩擦係數：在密封件和滑動零件（如閥座、密封圈）方面表現卓越。
  3. 加工限制：PTFE 融體粘度極高，需要透過冷壓成型 + 燒結等特殊製程，不適合常規注塑/擠出。
  4. 應用場景：高耐化學密封元件、絕緣部件，尤其在腐蝕性極端工況或靜止密封部位表現優異。

選材要點（PFA vs PTFE）：半導體高純流體系統中，若需求高機械性與可熔融複雜部件，PFA 是首選；若工況需要極致耐化學與超低摩擦密封，則選 PTFE 為佳。

在半導體精密製造過程中，流體輸送系統的穩定性直接影響產品良率。

以下為半導體製程中常見氟塑料的關鍵差異分析：

特性

PFA (過氟烷氧基)

PTFE (聚四氟乙烯)

PVDF (聚偏二氟乙烯)

加工優勢

可熔融加工，適合高精密成型

傳統燒結加工，摩擦係數最低

機械強度高，硬度與抗壓性佳

純淨度等級

極高 (適用於超高純度化學品)

高

中等

化學穩定性

極佳 (耐強酸鹼與強溶劑)

極佳 (幾乎不與任何化學品反應)

優異 (但在強鹼下需注意限制)

主要應用組件

閥門、接頭、波紋管、藥液管

槽體襯裡、墊片、密封件

超純水系統 (UPW)、廢水處理

 

和正豐科技 (Bueno) 在 PFA 高純度組件的技術突破

PFA 因其優異的加工性與化學純度，成為半導體濕製程中最重要的材料。和正豐科技針對 PFA 產品進行了多項優化：

  1. 潔淨生產環境： 所有的 PFA 接頭與閥門組件均在 Class 1000 潔淨室內進行射出成型與包裝，確保材料表面微粒 (Particle) 與金屬離子析出量達到最低標準。
  2. 高可靠性連接技術： 和正豐研發的 Fit-One 擴口式接頭，針對 PFA 管材在溫度劇烈波動下的「應力鬆弛」現象進行改良，有效防止化學藥液滲漏風險。
  3. 流道光滑化處理： 透過精密模具技術，減少 PFA 閥體內部的死角與表面粗糙度，防止化學品滯留產生的細菌滋生或結晶問題。

 

常見問題解答 (FAQ)

Q1: PFA和PTFE的化學性能有差異嗎？

A:兩者化學惰性相近，都能抵抗幾乎所有酸、鹼、溶劑。主要差異在於：

  1. PFA純度更易控制（熔融加工無粉末添加劑）
  2. PTFE對極少數熔融鹼金屬的抵抗性稍優（實際半導體應用極少遇到）
  3. 在半導體常用的HF、H₂SO₄、HNO₃、NH₄OH等化學品中，兩者性能無實質差異

Q2: PVDF能否抵抗所有半導體用化學品？

A: PVDF對大多數酸、鹼、有機溶劑有良好耐受性，但有以下限制：

  1. 不耐: 濃硫酸>80%、發煙硝酸、高溫強鹼（>80°C KOH）
  2. 不建議: 某些極性非質子溶劑（DMF、DMSO）、酮類溶劑長期
  3. 150°C以上環境: 化學抗性明顯下降

對於SPM清洗液（H₂SO₄:H₂O₂ = 4:1，溫度120-150°C），必須使用PFA。

Q3: 長期使用後材料會降解嗎？

A: 在正常操作條件下：

  1. PFA: 在260°C以下幾乎無降解，設計壽命10-15年
  2. PTFE: 在280°C以下穩定，但機械應力下會冷流變形
  3. PVDF: 在120°C以下可穩定使用10年以上

     加速老化因素：

  1. UV光照射（所有氟塑料都需避免）
  2. 超過建議溫度使用（PVDF最敏感）
  3. 高能輻射（電子束、伽馬射線）

半導體廠房的室內環境對這些材料都很友善，正常壽命可達15-20年。

 

市場趨勢：為什麼全球客戶選擇和正豐科技？

BUENO TECHNOLOGY Co., Ltd. 成立於1969年，是一家專注於精密流量控制元件與高純度流體傳輸系統製造商。公司在台灣、上海、越南等地設有工廠，在 Class 1000 無塵室中生產如 PFA 裡襯閥門、PFA 管件、PTFE 零件 等產品，應用於半導體、光電、電子化學與石化等高潔淨製程領域，強調安全性、長壽命與低維護成本。

產業選材建議與 BUENO 的供應鏈優勢

半導體製程材料選用重點：

  1. 化學品輸送清潔度：要求極高，優先考慮 PFA 內襯系統與部件。
  2. 耐腐蝕密封：對腐蝕性化學品暴露最高，則 PTFE 密封與接口件 表現最佳。
  3. 機械結構與高壓管路：若系統需負載高壓或震動頻繁，PVDF 結構件 提供更高強度。

BUENO 在全球市場的布局：

  1. BUENO 提供包括 PFA 內襯閥門、PFA 管件、PTFE 零件與高純度配件 等一站式材料解決方案。
  2. 產品覆蓋 半導體、電子化學與高純流體系統，能符合各種SEMI / 高潔淨要求。
  3. 全球製造與供應鏈能力（台灣、上海、越南）有助於滿足智慧製造環境中的供應彈性需求。

在全球供應鏈對穩定性要求不斷提高的趨勢下，和正豐科技展現了以下優勢：

  1. 認證完整性： 產品符合 SEMI F19 / F57 規範，這已成為半導體流體組件的全球通行證。
  2. 垂直整合供應鏈： 從原料篩選到成品檢驗的一條龍服務，確保了批次間的一致性，這對於極度要求重複性的半導體製程至關重要。
  3. 環境永續與效率： 透過高效的射出成型技術減少氟塑料廢料，呼應半導體產業對 ESG 供應鏈管理的期待。

 

PFA 是精密製程的首選，PTFE 提供最強的密封保障，而 PVDF 則是高效能輸送的支柱。和正豐科技 (Bueno) 提供的多元化產品線，能協助半導體設備商在純度與成本間達成最佳平衡。