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康創紙業廠家(圖)-無酸紙生產廠-無酸紙 :
新聞紙,無硫紙,分條紙
無硫紙(通常指無酸紙或低硫紙)的吸水性主要取決于其纖維原料和制造工藝,而非其“無硫”或“無酸”的特性本身。無硫處理的目標是提高紙張的耐久性和化學穩定性,而非直接改變其親水性。以下是詳細分析:
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1.吸水性本質:纖維結構是
紙張的吸水性主要由其纖維間的孔隙率、纖維的親水性(如棉、麻漿天然親水)以及生產中的施膠工藝決定:
*低施膠或無施膠紙:若紙張在制造過程中添加的施膠劑(如松香膠、AKD、ASA等)很少或沒有,纖維間空隙較大且纖維表面親水基團暴露多,吸水性就強(如濾紙、宣紙、吸水紙)。
*高施膠紙:施膠劑在纖維表面形成疏水層,填充孔隙,阻礙水滲透,吸水性弱(如書寫紙、印刷紙需防洇墨)。
2.“無硫/無酸”處理對吸水性的間接影響
*目標:去酸增穩:“無硫”主要指采用無酸工藝(如碳酸鈣緩沖)替代傳統的酸性(含硫酸鋁)施膠或漂白工藝。其是去除殘留酸和引入堿性緩沖劑,防止紙張自身酸化發黃脆化。
*對結構影響小:去酸處理(如氣相脫酸)或使用堿性填料(如碳酸鈣),主要作用于紙張的化學環境(pH值),對紙張的微觀物理結構(纖維交織、孔隙)改變非常有限。因此,它本身不顯著增強或減弱紙張的固有吸水性。
*可能的相關性:
*無酸紙常用原料:許多無酸紙(如檔案紙、藝術紙)采用棉、麻等長纖維,這些纖維本身親水性較好。如果這類紙同時采用低施膠或無施膠工藝,那么它們會表現出良好的吸水性(如某些水彩紙、版畫紙)。
*堿性填料:添加的碳酸鈣等堿性填料顆粒非常細小,雖然填充了部分微孔,但通常不足以顯著改變紙張整體的孔隙率和毛細作用,對宏觀吸水性的影響遠小于施膠工藝。
3.結論:關鍵在于“是否施膠”及“纖維類型”
*無硫紙≠高吸水紙:一張無硫無酸的辦公復印紙,如果經過高施膠處理,其吸水性依然會很差。
*存在高吸水性無硫紙:如果無硫紙專門設計為低施膠或無施膠,并可能選用親水性好的纖維(如棉、麻、或特殊處理的木漿),那么它可以具有非常好的吸水性。這類紙張常用于:
*藝術領域:水彩紙、版畫紙(需快速吸水固定顏料)。
*修復與檔案:某些用于修復的吸水襯紙、吸墨紙。
*生活/工業:餐巾紙、實驗室用無酸濾紙(需同時滿足化學惰性和吸液性)。
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總結
無硫(無酸)紙的吸水性并非由其無酸特性直接決定。其吸水性好壞,根本上取決于:
1.施膠程度:低施膠或無施膠是關鍵。
2.纖維原料性質:棉、麻等天然親水纖維優于高純度化學木漿。
3.制造工藝:打漿度(影響纖維分絲帚化程度)、抄造緊度等影響孔隙結構。
因此,在選購需要吸水性的無硫紙時(如水彩紙、修復用紙),應重點查看產品說明中關于“吸水性”、“施膠度”或“適用媒介”的描述,確認其設計目的包含高吸水性能,而非僅僅關注其“無酸”標簽。無酸處理保證了紙張的長久保存性,而特定的物理結構設計才賦予了它所需的吸水性。






無硫紙在用于包裝可能接觸弱酸性環境的精密零件時,需要非常謹慎,通常不被認為是理想的選擇。雖然它解決了硫化物腐蝕的關鍵問題,但在弱酸性環境下仍存在顯著風險:
1.紙張本身的降解與微粒污染風險:
*大多數無硫紙(包括木漿紙和部分棉紙)的pH值接近中性或弱堿性(pH7-8),并非專門設計用于抵抗酸性環境。
*在持續的弱酸性(例如pH4-6)環境接觸下,紙張中的纖維素纖維可能發生水解反應,導致紙張強度下降、變脆。
*這種降解過程會產生微小的纖維素纖維碎片和粉塵顆粒。對于高精度的機械零件、光學元件、電子觸點或微電子器件來說,這些微粒是致命的污染物,會劃傷表面、堵塞精密間隙、干擾電氣連接或影響光學性能。
2.潛在殘留物與離子釋放:
*即使是無硫紙,也可能含有微量的其他金屬離子(如鐵、銅、鋅)、氯離子(來自漂白工藝或水源)或有機酸(來自木材本身或制漿過程)。這些殘留物在弱酸性環境中更容易被溶解或活化。
*釋放出的氯離子(Cl?)是強烈的腐蝕促進劑,尤其對不銹鋼的鈍化膜有破壞作用,可能導致點蝕。
*釋放出的金屬離子(如Fe3?,Cu2?)可能在零件表面發生電化學沉積,或作為氧化還原反應的催化劑,加速其他金屬的腐蝕。
*弱酸性環境本身就可能對某些金屬(如鋁、鋅、鎂及其合金)或鍍層(如鎳、鉻在特定條件下)造成腐蝕,紙張的存在可能通過吸附或釋放物質加劇這一過程。
3.吸濕性與間接影響:
*紙張本身具有一定的吸濕性。在相對濕度變化的環境中,紙張吸收水分后,可能將弱酸性環境中的電解質(酸)富集在紙張與零件接觸的區域,導致局部濃度升高,加劇腐蝕風險。
*吸濕也可能導致紙張變形,對精密零件造成物理應力。
結論與建議:
雖然無硫紙消除了硫化物腐蝕這一主要威脅,但其在弱酸性環境下的化學穩定性不足、易產生微粒污染、以及可能釋放有害離子的特性,使其不適合直接用于包裝可能接觸弱酸性環境的精密零件。
更優的替代方案:
1.無酸無硫紙:尋找專門為苛刻環境設計的、同時滿足無硫(Sulfur-Free)和無酸/堿性緩沖(Acid-Free/BufferedAlkaline,pH8.5-10)要求的紙張。這類紙張通常使用高純度棉漿或化學木漿,經過特殊處理去除雜質,并添加碳酸鈣等堿性緩沖劑以中和酸性物質,提供更好的長期穩定性,減少降解和微粒產生。但需確認其與弱酸接觸的耐受性。
2.合成材料:
*防靜電聚乙烯袋(ESDPEBags):化學惰性高,對弱酸有良好耐受性,不產生微粒,提供靜電保護。是電子元件的常用選擇。
*聚薄膜(PPFilm):耐化學性優良(包括弱酸),強度好,透明度高。
*鋁箔復合材料:提供的阻隔性(隔氣、隔濕、避光),對化學環境高度穩定。需注意邊緣密封防止滲漏。
*防銹袋(VCIBags):如果主要目的是防銹,可選擇不含硫且VCI成分對弱酸穩定的袋子。需仔細核對技術規格。
3.惰性泡沫/海綿:如聚乙烯或聚氨酯泡沫(需確認化學兼容性),用于緩沖和隔離。
總結:
對于可能接觸弱酸性環境的精密零件包裝,應是不產生微粒、化學惰性高、對弱酸穩定的合成材料(如ESDPE袋、PP膜、鋁箔復合膜)。如果必須使用紙質材料,務必選擇同時滿足“無硫”和“無酸/堿性緩沖”要求的高純度紙,并充分評估其在預期弱酸性條件和時間尺度下的穩定性與相容性。普通無硫紙在此應用場景下的風險過高,不推薦使用。

在半導體行業,無硫只是無硫紙(Sulfur-Freeer)滿足嚴苛環境要求的基礎門檻。為了確保晶圓、光掩模、精密零部件等免受污染和損傷,這類紙張還必須具備一系列極其嚴格且特殊的性能要求:
1.超低離子污染:
*鹵素(氯、、氟、碘):必須嚴格控制,尤其是氯離子,因其腐蝕性強,會嚴重損害金屬線路(如銅互連層)。要求通常在ppb(十億分之一)級別。
*堿/堿土金屬離子(鈉、鉀、鈣、鎂等):這些離子是主要的可移動離子污染物(MIC),會導致器件閾值電壓漂移、柵氧化層完整性下降甚至擊穿。要求同樣在ppb級別。
*重金屬離子(鐵、銅、鎳、鋅等):即使微量也會成為載流子復合中心,降低器件性能和可靠性。需嚴格控制。
2.極低顆粒及纖維脫落:
*高潔凈度:紙張在生產、加工和包裝過程中必須處于高度潔凈的環境,避免引入外來顆粒。
*低粉塵/低掉粉:紙張表面必須極其光滑,在使用過程中(如摩擦、折疊、切割)產生的粉塵和微纖維。這些顆粒是晶圓表面劃傷、光刻缺陷和污染的主要來源之一。通常要求通過嚴格的顆粒脫落測試(如HELMKE滾筒測試)。
3.低揮發性有機物:
*紙張本身、粘合劑、油墨(如需印刷)或加工助劑不能釋放出高濃度的揮發性有機化合物。VOC會在潔凈室或密閉包裝環境中凝結,沉積在晶圓或光學元件表面,形成難以清除的薄膜(AMC-氣載分子污染物),影響光刻膠性能、粘附力和器件可靠性。
4.優異的抗靜電性能:
*半導體制造環境高度敏感,靜電積累會吸附環境中的顆粒污染物,或導致靜電放電損壞器件。無硫紙通常需要經過特殊處理(如添加性抗靜電劑或導電涂層),使其具有低表面電阻率,有效消散靜電荷。
5.良好的物理強度和尺寸穩定性:
*需要足夠的機械強度(抗張強度、撕裂強度)以承受運輸、搬運和自動化設備中的應力,避免破損。
*尺寸穩定性至關重要,尤其在用于分隔晶圓或精密部件時。紙張應不易變形、卷曲或收縮膨脹(受溫濕度影響小),確保定位和避免因尺寸變化導致的機械應力或錯位。
6.化學惰性/穩定性:
*紙張及其添加劑不應與接觸的半導體材料(如硅片、光刻膠、金屬、化學品)發生任何化學反應,不能釋放出可能引起腐蝕或污染的物質。
7.一致性與可追溯性:
*批次間性能必須高度一致,確保生產工藝的穩定性。
*嚴格的供應鏈管理和批次可追溯性是必需的,一旦出現問題能快速定位。
總結來說,半導體級無硫紙是集“超潔凈”(極低顆粒、纖維脫落)、“超純凈”(超低離子、金屬、VOC污染)、“功能性”(抗靜電、強度、尺寸穩定)和“可靠性”(化學惰性、一致性)于一體的材料。其目標是成為晶圓和精密部件在制造、運輸和存儲過程中的“隱形守護者”,地隔絕一切可能的污染源和損險,保障半導體產品的高良率和可靠性。僅僅滿足“無硫”是遠遠不夠的,上述所有性能指標都需通過嚴格的測試標準(如SEMI標準)來驗證。


