





半导体行业使用无硫纸是出于对产品纯净度和长期可靠性的严苛要求,原因在于防止硫元素(S)及其化合物对精密电子元件造成腐蚀污染。以下是详细解释:
1.硫的腐蚀性危害:
*硫元素,特别是以(H?S)、(SO?)或有机硫化物(如硫醇)等形式存在时,具有极强的腐蚀性。
*半导体器件内部含有多种关键金属材料,如银(Ag)焊点/镀层、铜(Cu)互连线等。这些金属对硫化物极其敏感。
*当含硫物质(如普通纸张中的残留硫、漂白剂、添加剂或环境污染物)接触到器件或在密闭包装空间内释放出含硫气体时,会与银、铜等金属发生化学反应。
*主要反应:
*银腐蚀:4Ag+2H?S+O?→2Ag?S+2H?O。生成的硫化银(Ag?S)呈黑色或褐色,导电性极差,会导致焊点/触点失效、电阻增大、甚至开路。
*铜腐蚀:2Cu+H?S→Cu?S+H?。生成的硫化亚铜(Cu?S)同样会损害铜线的导电性和机械完整性。
2.后果严重:
*电性能劣化:硫化物腐蚀层会显著增加接触电阻,影响信号传输和电流承载能力,导致器件性能下降或不稳定。
*结构失效:持续的腐蚀会削弱焊点或金属线的机械强度,可能导致开路(完全断开)或间歇性故障(时好时坏),这是难以排查的问题之一。
*可靠性降低:即使在出厂测试时功能正常,潜伏的硫腐蚀可能在产品使用过程中(尤其是在高温、潮湿等加速条件下)逐渐显现,导致早期失效,大幅降低产品的预期寿命和可靠性。
*良率损失:因腐蚀导致的失效品会直接降低生产良率,增加成本。
3.无硫纸的作用:
*污染:无硫纸(通常指总硫含量极低,如小于ppm级别,甚至ppb级别)在生产过程中严格控制原料和工艺,电镀无硫纸生产厂家,避免引入硫源。它不会释放含硫气体或微粒。
*安全接触与保护:在半导体制造、封装、测试、运输和存储的各个环节,无硫纸被广泛用于:
*分隔/包装晶圆、芯片、引线框架等:防止部件间直接摩擦或与含硫包装接触。
*擦拭/清洁:用于清洁精密表面或工具,避免引入硫污染物。
*垫衬/填充:在包装箱内提供缓冲和保护,确保洁净环境。
*维持洁净环境:符合半导体洁净室(Class100或更高)的要求,避免纸张本身成为污染源。
总结:
半导体行业对污染物的控制达到近乎苛刻的程度,硫化物对银、铜等关键材料的腐蚀是导致器件性能劣化和可靠性灾难的致命威胁之一。普通纸张中难以避免的硫残留是潜在的重大风险源。无硫纸通过严格限制硫含量,从消除硫污染风险,确保在直接接触或密闭空间内包装、保护、运输半导体元件时,不会诱发金属腐蚀反应。这是保障半导体产品高良率、和长期可靠性的必要且基础的材料选择,虽然成本更高,但对于价值高昂且对缺陷零容忍的半导体产品而言,是得的投资。
无硫纸在储存过程中若与普通有硫纸张混放,是否会被 “污染” 导致硫含量超标?

是的,无硫纸与普通含硫纸张在储存过程中混放,确实存在被“污染”导致其硫含量超标的风险,尤其是在长期、密闭、不通风或温湿度不理想的环境中。这种风险主要源于以下机制:
1.挥发性硫化合物的迁移:
*普通纸张(尤其使用亚硫酸盐等含硫化学品漂白或处理的)在生产后的一段时间内,可能残留并缓慢释放挥发性硫化合物,如(SO?)、(H?S)或有机硫化物(如甲硫醇)。
*这些气体分子非常活跃,能在空气中扩散。
*当无硫纸与含硫纸紧密堆叠或存放在密闭空间(如纸箱、档案盒、抽屉)时,这些释放出的含硫气体会直接接触并吸附到邻近的无硫纸上。
2.吸附与化学反应:
*纸张纤维(尤其是纤维素)具有多孔结构和一定的吸附能力。
*释放出的(SO?)等酸性气体很容易被纸张纤维吸附。更关键的是,SO?可以与纸张中的微量水分反应生成亚硫酸(H?SO?),电镀无硫纸生产厂,亚硫酸进一步可能与纸张成分(如木质素残留、金属离子)反应生成相对稳定的亚硫酸盐。
*这些吸附的物质和反应生成的含硫化合物会滞留在无硫纸的纤维结构中。
3.检测结果的“超标”:
*用于评估纸张耐久性和档案适用性的标准(如ISO9706、ISO11108、ANSI/NISOZ39.48)对硫含量(通常以硫酸盐含量或水萃取液pH值/碱储量间接反映)有严格的要求。
*经过上述吸附和反应过程,原本符合标准的无硫纸,其内部吸附或反应生成的含硫物质(如亚硫酸盐)在后续的化学检测中会被检出。
*检测结果反映的是纸张在测试时点总体的硫含量或含硫化合物衍生物的量。即使这些硫不是纸张本身制造时添加的,而是后期从外部“污染”吸附的,只要含量超过标准规定的限值,就会被判定为“硫含量超标”。
影响污染程度的关键因素:
*接触时间和紧密程度:混放时间越长,纸张堆放越紧密(接触面积大、空气流通差),污染风险越高。
*环境温湿度:高温高湿环境会显著加速含硫纸张中挥发性物质的释放速率,并促进SO?与纸张中水分的反应,加剧污染。
*储存容器的密闭性:密闭容器(如密封箱、塑料袋)会阻止挥发性物质的逸散,使其在有限空间内循环并被无硫纸反复吸附。
*含硫纸张的“硫含量”和“新鲜度”:新生产的或硫残留量高的普通纸释放潜力更大。
*无硫纸的材质与吸收性:不同纸张的纤维结构和表面特性会影响其吸附能力。
结论与建议:
因此,为了确保无硫纸(尤其是用于档案保存、艺术品修复、长期保存用途的纸张)的长期稳定性和符合相关标准,必须严格避免与普通含硫纸张混放。佳实践是:
1.物理隔离:将无硫纸与普通纸分开存放,使用不同的档案盒或抽屉。
2.使用无酸无硫包装材料:存放无硫纸的盒子、文件夹、衬纸、包装纸等辅助材料也必须符合无酸无硫要求。
3.保持良好通风:储存环境应保持空气流通,避免密闭。
4.控制温湿度:将储存环境的温湿度控制在适宜范围(通常温度18-22°C,相对湿度45-55%),以减缓化学反应和挥发性物质的释放。
总之,无硫纸与含硫纸混放导致的“硫污染”是真实存在的风险,会通过气体吸附和化学反应使无硫纸的硫含量检测超标,损害其作为耐久性材料的价值。隔离存放是必要的预防措施。

无硫纸的主要原材料围绕着要求展开:避免引入硫或含硫化合物,以确保纸张在长期保存中不会因硫化物分解产生酸性物质或导致变色、脆化等问题。其主要原材料包括以下几类:
1.纸浆(纤维原料):
*木材纤维(化学浆为主):这是和常见的来源。关键在于使用充分脱木素、精制漂白且严格控制硫残留的化学浆。
*硫酸盐浆(KraftPulp):现代高质量无硫纸常使用经过深度脱木素和有效洗涤的硫酸盐浆。关键在于严格控制制浆过程中硫化物的使用和残留,并通过的漂白工艺(如ECF无元素氯漂白或TCF全无氯漂白)进一步去除残余硫和木质素。漂白后的浆料需要经过洗涤以去除可溶性硫化物。
*亚硫酸盐浆:传统亚硫酸盐法制浆使用含硫化学品(如亚硫酸盐),其残留硫风险较高。高质量无硫纸通常避免使用传统亚硫酸盐浆,除非是经过特殊深度脱硫和漂白处理的改良型浆种,但这在无硫纸中应用较少。
*非木材纤维:这些纤维天然含硫量通常较低,滁州电镀无硫纸,是重要的无硫纸原料来源。
*棉纤维/棉浆:棉纤维(来自纺织厂废料或棉短绒)是生产无硫纸(如档案纸、艺术纸、纸、修复用纸)的原料。棉花几乎由纯净的纤维素组成,木质素和半纤维素含量极低,天然不含硫或含量极微,且纤维长、强度高、耐久性好。
*麻纤维(亚麻、苎麻等):类似棉纤维,木质素含量相对较低,纤维长且强度高,天然硫含量低,常用于无硫艺术纸、证券纸等。
*竹浆:竹子生长快,是可持续资源。现代竹浆生产技术(类似木材硫酸盐法)经过优化,可以生产出低硫、高白度的浆料,适用于无硫文化用纸、生活用纸等。
*甘蔗渣浆:制糖工业副产品,是重要的环保原料。经过良好制浆和漂白处理的甘蔗渣浆,硫含量可控,可用于生产无硫印刷纸、包装纸板等。
2.填料:
*用于改善纸张平滑度、不透明度、印刷适性等。常见填料如碳酸钙(研磨碳酸钙GCC或沉淀碳酸钙PCC)、高岭土(瓷土)、滑石粉、二氧化钛(钛)等。
*关键要求:纯度。必须选用高纯度、不含硫化物杂质的填料。例如,电镀无硫纸供应商,碳酸钙应避免使用含有硫化物(如黄铁矿)杂质的天然矿石来源,或经过严格除杂处理。高岭土也需精选。
3.胶料(施胶剂):
*用于提高纸张的抗水性。传统松香施胶(需用硫酸铝作为沉淀剂)会引入硫酸根离子,是纸张酸性的主要来源之一,禁止用于无硫纸。
*无硫纸必须使用中性/碱性施胶系统:
*合成施胶剂:如烯酮二聚体(AKD)和烯基琥珀酸酐(ASA)。它们本身不含硫,反应后形成中性物质,是生产无硫纸的主流选择。
*反应性施胶剂:如马来酸酐共聚物(SMA)等。
4.化学助剂:
*包括湿强剂(如聚酰胺树脂PAE)、干强剂(如阳离子淀粉、聚酰胺PAM)、助留助滤剂、染料/颜料、消泡剂等。
*关键要求:成分不含硫。所有助剂配方必须严格筛选,确保其化学结构中不含硫元素,且生产过程中不引入含硫杂质。供应商需提供相关证明。
5.生产用水:
*造纸过程中使用的水必须经过严格处理,去除溶解的硫化物、硫酸盐等含硫离子,通常需要深度过滤、反渗透等净化工艺,确保水质纯净。
总结来说,无硫纸的原材料是:
*经过严格脱硫和漂白处理的低硫/无硫化学木浆(特别是硫酸盐浆),或天然低硫的非木材纤维浆(尤其是棉浆、麻浆)。
*高纯度的、不含硫化物的填料(如碳酸钙、高岭土)。
*不含硫的中性/碱性合成施胶剂(AKD,ASA)。
*成分不含硫的各类化学助剂。
*经过深度净化去除含硫离子的生产用水。
选择这些原材料并进行严格的生产过程控制(如洗涤浆料、控制pH值在中性/碱性范围),是确保终纸张产品达到“无硫”要求、具备优异耐久性和长期保存性能的基础。