Entegris, Inc. 是一家材料供应商 半导体 和其他高科技产业。Entegris在其 运营中拥有约7,700名员工。它在美国拥有制造、客户服务和/或研究设施, 加拿大, 中国, 德国, 以色列, 日本, 马来西亚, 新加坡, 韩国,并且 Taiwan.公司总部设在 比莱里卡,马萨诸塞州.

该公司希望通过改善几个关键工艺的污染控制来帮助制造商提高产量,包括 光刻法, 湿法蚀刻 和干净, 化学机械平面化, 薄膜沉积、批量化学处理、晶圆和标线处理和运输、以及测试、组装和包装。公司约80%的产品用于半导体行业。


产品
Entegris产品包括:净化工艺气体和流体以及周围环境的过滤产品;分配、控制或运输工艺流体的液体系统和组件;高性能材料和特种气体管理解决方案;保护半导体的晶圆载体和运输箱 晶片 免受污染和破损;以及专用石墨、碳化硅和涂层。

历史发展
该公司成立于1999年,由1966年开始运营的Fluoroware,Inc.和EMPAK,Inc.合并而成。该公司于2000年上市。

2005年8月,Entegris与Mykrolis Corporation合并,Mykrolis Corporation是一家半导体行业的过滤产品供应商。Mykrolis是由 密理博公司 在2000年。

In August 2008, Entegris acquired Poco Graphite, Inc., a 迪凯特 半导体、EDM、玻璃装瓶、生物医学、航空航天和替代能源应用中使用的专用石墨和碳化硅产品供应商。

2014年4月30日,Entegris收购 丹伯里ATMI是一家为半导体行业提供关键材料和材料处理解决方案的上市公司,总部设在美国的ATMI,以11亿美元的交易完成。

2020年12月,Entegris宣布 投资5亿美元,在台湾建造一座 进的设施。该项目预计将在三年内在高雄科学园完成。

2022年7月,Entegris以57亿美元收购了另一家美国半导体化学品公司CMC Materials Inc。此次收购的前身为Cabot Microelectronics Corp,拥有2200名员工。


产品和解决方案包括:
净化气体、流体和周围工厂环境的过滤产品
分配、控制、分析或运输工艺流体的液体系统和组件
安全储存和输送有毒气体的气体输送系统
用于高级节点沉积和清洁的专用化学品

保护半导体晶圆免受污染和破损的晶圆载体和运输箱
提供高纯度表面的特种涂层,可实现耐磨、防腐和光滑
适用于高性能应用的 石墨和碳化硅
用于保护和运输磁盘驱动器组件的运输箱和托盘


石墨
石墨(Graphite),又名黑铅,是碳的一种同素异形体,相对密度为 2.256 g/cm3。石墨不透明且触感油腻,颜色由铁黑到钢铁灰不等,形状可呈晶体状、薄片状、鳞状、条纹状、层状体。石墨的硬度低,化学性质稳定,同酸、碱等药剂不易发生反应,耐高温、抗腐蚀、抗热震、抗辐射、强度大、韧性好、还具有自润滑及导电、导热等物化性能,广泛应用于冶金、机械、电子、 、国防、航天航空等领域。大鳞片石墨具有更加优异的润滑、耐磨、导电导热和抗渗透性能,在高端润滑、密封及大型集成电路领域发挥关键作用。石墨可从石墨矿藏中提取,也可以以石油焦、沥青焦等为原料,经过一系列工序处理而制成。石墨可用作抗磨剂、润滑剂,高纯度石墨还被用作原子反应堆中的中子减速剂,此外该类材料还可用于制造坩埚、电极、电刷、干电池、石墨纤维、换热器、冷却器、电弧炉、弧光灯、铅笔的笔芯等。


简介
名称来源石墨(graphite)一词来源于希腊语中“graphein(记述、描述)“,是由于石墨为典型的层状结构,其层间结合为弱的分子间作用力(范德华引力),很容易互相剥离,形成薄薄的石墨片,当把石墨片剥成单层之后,这种只有一个碳原子厚度的单层就是石墨烯,这就为以石墨为原材料制备石墨烯创造了有利条件。

结构组成
英国贝纳尔(J.D.Bernal)用 X 射线衍射法研究了石墨的结构。他于1924年提出理想石墨的结构,又称贝纳尔结构。碳原子六角网格 层对 层错开六角形对角线的 2/1 而平行叠合,第三层与 层位置重复,成 ABABA.......的序列。在石墨中,碳网层面的这种有规则的叠合方式,层面之间的相互关系,常称为石墨关系。从 层到第三层的 A-A 距离为石墨晶胞的 c向距离,常记为 c0。在常温下,c 0 =0.6708 nm,层间 A-B 的距离为 0.3354 nm 层面上按碳原子点阵划出许多互相连接的等边六边形,其边长为 0.1421nm。
石墨属六方晶系构造,是原子晶体、金属晶体和分子晶体之间的一种过渡型晶体。在晶体中同层碳原子间以sp2杂化形成共价键,每个碳原子与另外三个碳原子相连,六个碳原子在同一平面上形成正六边形的环,伸展形成片层结构,即在碳原子面上以SP2杂化轨道电子形成的共价键及Pz轨道电子形成的金属键相连。 在同一平面的碳原子还各剩下一个p轨道,它们互相重叠,形成离域π键电子在晶格中能自由移动,可以被激发,所以石墨有金属光泽,能导电、传热。由于层与层间距离大,结合力(范德华力)小,各层可以滑动,所以石墨的密度比金刚石小,质软并有滑腻感。 碳原子平面间,其结合是弱的范德瓦尔键(键能17.7 kJ/mol),这种片层结构的特点决定了石墨的一系列特性,同时也为其他物质插入碳原子平面间,从而形成了一类新材料的可能性。
石墨每一网层间的距离为3.35 ?,每层间有微弱的范德华力,同一网层中碳原子的间距为1.42 ?,由于同一平面层上的碳原子间结合很强,极难破坏,所以石墨的熔点也很高,化学性质也稳定。鉴于它的特殊的成键方式,不能单一的认为是单晶体或者是多晶体,普遍认为石墨是一种混合晶体。

理化性质
石墨质软,为黑灰色,有油腻感,可污染纸张。硬度为1~2,沿垂直方向随杂质的增加其硬度可增至3~5。比重为1.9~2.3。比表面积范围集中在1-20 m2/g,在隔绝氧气条件下,其熔点在3000 ℃以上,是最耐温的矿物之一。由于每个碳原子均会放出一个电子,那些电子能够自由移动,因此石墨属于导电体。此外,它还能导热。自然界中纯净的石墨是没有的,其中往往含有SiO2、Al2O3、FeO、CaO、P2O5、CuO等杂质。这些杂质常以石英、黄铁矿、碳酸盐等矿物形式出现。此外,还有水、沥青、CO2、H2、CH4、N2等气体部分。因此对石墨的分析,除测定固定碳含量外,还必须同时测定挥发分和灰分的含量。值得注意的是,石墨晶体结构中沿不同的晶体学方向,力学性能和某些物理性质呈现出量值上的差异,这一性质称为晶体的各向异性。例如,与晶体层平行的方向电阻率为(2.5~5.0)×10-6Ω·m,与层垂直的方向电阻率为3×10-3Ω·m。 [18] 石墨单晶和石墨微晶都是各向异性的。由石墨微晶组成的多晶体炭素材料不一定是各向异性的。具有石墨微晶面取向或轴取向织构的炭素材料是各向异性的。具有石墨微晶点取向或无序取向织构的炭素材料是各向同性的。
特殊性质
石墨由于其特殊结构,而具有如下独特性质:(1)耐高温性石墨的熔点为3850±50 ℃,即使经超高温电弧灼烧,重量的损失很小,热膨胀系数也很小。石墨强度随温度提高而加强,在2000 ℃时,石墨强度提高一倍。
(2)导电、导热性石墨的导电性比一般非金属矿高一百倍。导热性超过钢、铁、铅等金属材料。导热系数随温度升高而降低,甚至在极高的温度下,石墨成绝热体。石墨能够导电是因为石墨中每个碳原子与其他碳原子只形成3个共价键,每个碳原子仍然保留1个自由电子来传输电荷。石墨
(3)润滑性石墨的润滑性能取决于石墨鳞片的大小,鳞片越大,摩擦系数越小,润滑性能越好。
(4)化学稳定性石墨在常温下有良好的化学稳定性,能耐酸、耐碱和耐有机溶剂的腐蚀。
(5)可塑性石墨的韧性好,可碾成很薄的薄片。
(6)抗热震性石墨在常温下使用时能经受住温度的剧烈变化而不致破坏,温度突变时,石墨的体积变化不大,不会产生裂纹。

其他
石墨与金刚石、碳60、碳纳米管、石墨烯等都是碳元素的单质,它们互为同素异形体。 石墨是一种非金属矿物,广泛应用于电子、电器、国防、 、航空航天等领域,如电池、中子还原、人造卫星上的导电结构材料、超级电容器,是21世纪战略性新兴矿产资源。按照结晶粒度划分,天然石墨可分为鳞片石墨、隐晶石墨和块状石墨,其中,鳞片石墨较块状石墨和隐晶石墨应用更为广泛。中国主要侧重于大鳞片石墨矿的开发。值得注意的是,随着大鳞片石墨矿的不断开采和利用,细鳞片石墨矿将会成为未来主要的利用资源。因此,应该注重细鳞片石墨矿的开发与利用,提高石墨资源的利用率。
石墨又可分为天然石墨和人造石墨两大类,天然石墨来自石墨矿藏,天然石墨还可分成鳞片石墨、土状石墨及块状石墨。鳞片石墨是天然晶质石墨,其形似鱼磷状,属六方晶系,呈层状结构,具有良好的耐高温、导电、导热、润滑、可塑及耐酸碱等性能,可应用于制造电刷、石墨电极、石墨坩埚等石墨质产品。土状石墨又称为微晶石墨或隐晶石墨,它的使用价值不及鳞片石墨,价格较低,但其机械强度比鳞片石墨高,在制造电极、炭块、冶金和电池负极方面有较大的发展。 [21]细鳞片石墨矿中通常只含有15%~25%的大鳞片石墨。 [20]天然开采得到的石墨含杂质较多,因而需要选矿,降低其杂质含量后才能使用,天然石墨的主要用途是生产耐火材料、电刷、柔性石墨制品、润滑剂、锂离子电池负极材料等,生产部分炭素制品有时也加入一定数量的天然石墨。 [2]
人造石墨是现代炭素工业的新产物,其原料来源广泛,造成生产出来的人造石墨晶 体的聚集状态是不规则的,是一种相对紊乱堆积的多晶石墨,其具有优良的电学、热学和化学稳定性,适于生产人造石墨电极等各种人造石墨功能性材料产品。 [21]炭质炭素制品,以无烟煤和冶金焦为原料,焙烧后不必石墨化,其热导率较低而电阻率较高,没用润滑性,机械强度也很高。石墨质炭素制品则是以易石墨化的石油焦或沥青焦为原料,产品在焙烧后必须经过石墨化高位处理,其热导率高,电阻率低,灰分很低,良好的润滑性,但机械强度下降。炭素材料具有导热性好、膨胀系数低、化学性能稳定、耐腐蚀耐磨损性能良好等优势,在太阳能储热领域具有重要的应用价值。
广义上看,炭素材料应该包括金刚石、石墨、无定形碳、富勒碳及纳米碳五种碳原子的同素异形体所形成的各类材料。从晶体结构上讲,通常所说的炭素材料都是以石墨微晶为基础构成的,不过在各类炭素材料中,微晶的尺寸和微晶的三围排列的有序程度有相当大的差别。从材料的组成上看,生产炭素材料制品所采用的半石墨化原料或加入部分天然石墨或石墨碎,因而各石墨材料的理化性质(如导电导热性、润滑性、耐化学腐蚀性等)也差异很大。因此将炭素制品按理化性区分为炭质、石墨质和半石墨质 3 类。
人造石墨的种类也很多,如单晶石墨、多晶石墨、热解石墨、高定向热解石墨、聚酰亚胺合成的石墨、石墨纤维等,多数人造石墨制品属于多晶石墨一类。人造石墨中的主要产品是电弧炼钢炉及矿热电炉使用的石墨电极,石墨电极是一种耐高温、耐腐蚀的导电材料。人造石墨在其他许多工业部门也有广泛的用途,如机械工业中电机用电刷、精密铸造模具、电火花加工的模具及耐磨部件,化学工业中的电解槽使用的导电体或耐腐蚀器材,高纯度及高强度人造石墨是核工业部门的反应堆结构材料和用作导弹火箭的部件等。
石墨还可制取散热材料、密封材料、隔热材料、和防辐射材料等,石墨功能材料广泛应用于冶金、化工、机械设备、新能源汽车、核电、电子信息、航空航天和国防等行业。欧盟委员会发布的《对欧盟生死攸关的原料》报告中,将石墨列入14 种紧缺矿产原料。

电火花加工石墨电极

选型指南

应用
7.92 毫米

— 我们的电火花加工电极材料在金属去除率、低电极损耗和 的总体拥有成本方面实现了 平衡。每种电火花加工石墨牌号都能确保从一块到另一块、从一年到另一年始终如一的性能，并且针对特定范围的电极应用进行了定制，具有基准性能特征。

航空航天应用

? 叶片

? 导叶

? 密封槽

消费品应用

? 盖子和封盖

? 注塑成型

? 电气连接器

医疗应用

? 外科紧固件

? 牙科植入物

? 骨科关节

汽车应用

? 扬声器

? 透镜

? 配电

电极选择的关键因素

— 电火花加工已成为一项成熟、精密的加工技术，人们选择它是因为其能够完成的任务，而不是传统加工无法完成的任务。电火花加工 (EDM) 技术催生了众多全新的应用领域，其中石墨电极材料的选择变得尤为重要。

虽然有很多方法可以确定适合特定加工任务的材料，但我们认为有五个因素决定着成败和盈亏。

金属去除率 (MRR)

金属去除率通常以立方毫米/小时 (mm3/hr) 或立方英寸/小时 (in3/hr) 表示，但实际上也可以用美元/小时 ($/hr) 来表示。实现高效的 MRR 不仅仅是正确设置机器参数的问题，还涉及到 EDM 加工过程中直接耗散的能量。

石墨通常比金属电极效率更高，但不同类型的石墨电极的金属去除率差异很大。通过选择合适的电极材料、工件金属和应用组合，可以 限度地提高 MRR。

耐磨性 (WR)

磨损分为四种类型：体积磨损、拐角磨损、端部磨损和侧面磨损。在这四种磨损中，我们认为拐角磨损最为重要，因为最终切削的轮廓取决于电极抵抗拐角和边缘侵蚀的能力。因此，如果电极能够成功抵抗其最脆弱点的侵蚀，那么整体磨损将最小化，电极寿命也将 化。电极侵蚀无法避免，但可以通过选择合适的电极材料/工件金属组合以及在 设置下进行加工来 限度地减少。

电极加工和保持细节的能力与其耐磨性和可加工性直接相关。 限度地减少拐角磨损需要选择一种兼具高强度和耐高温性的电极材料。

表面光洁度 (SF)

精细的表面光洁度是通过以下因素的组合实现的：
合适的电极材料、良好的冲洗条件以及合适的电源设置。
高频、低功率和旋转运动可产生 的表面光洁度，因为这些条件会在工件金属上产生更小、更不明显的凹坑。
最终的表面光洁度将是电极表面的镜像，
因此，埃级和超细颗粒、高强度的
石墨是精加工电极的 选择。

可加工性

任何加工过石墨的机械师都知道，
石墨非常容易切削。
然而，易于加工并不一定意味着一种材料就是
电极的 选择。它还必须足够坚固，以抵抗搬运和电火花加工过程本身造成的损坏。
强度和小颗粒尺寸非常重要，
这样才能实现最小半径和严格的公差。材料硬度也是影响石墨可加工性的一个因素。较硬的电极材料在加工过程中更容易崩刃。

材料成本
电极材料成本通常只占电火花加工总成本的一小部分。然而，人们常常忽略的是，将电极材料成本单独考虑是毫无意义的。

加工时间、切割时间、人工成本和电极损耗都更多地取决于电极材料，而不是其他任何因素。因此，了解可用电极材料的特性和性能特征至关重要，因为它们会影响您正在加工的金属。只有掌握这些数据，才能进行成本效益分析，从而确定电火花加工的真实成本。

3

石墨牌号

— 我们的 5 微米 EDM 材料

埃级石墨

竞争对手的 5 微米材料

EDM-AF5® 石墨

可提供精细的表面光洁度 (7 μinRa)

并具有优异的金属去除率和高

耐磨性。

超细铜

典型值

EDM-AF5 是目前市场上 的

石墨电极

材料，

平均粒径小于
1 微米。

这种颗粒结构

具有优异的强度

平均
粒径：

<1 μm

弯曲
强度：

1,019 kg/cm2

(14,500 psi)

压缩
强度：

1,554 kg/cm2

(22,100 psi)

硬度：

83 邵氏硬度

电阻率：

21.

6 μΩm

(850 μΩin)

应用
? 精细雕刻电极

? 难以加工的细节

? 精致易碎的电极

? 各种螺纹加工电极

? 需要精细表面光洁度的作业

? 复杂的模具

EDM-C3® 石墨

EDM-C3 是一种高品质的

浸铜石墨

推荐用于

对速度、耐磨性和表面光洁度要求较高的场合。

对于易碎电极而言，EDM-C3 的性能 ，

许多电火花加工用户选择
这种等级的石墨来弥补操作人员经验不足或冲洗条件不佳的情况。

典型值

平均粒径：

<5 μm

弯曲强度：

1,427 kg/cm2

(20,300 psi)

压缩强度：

1,993 kg/cm2

(28,350 psi)

硬度：

66 邵氏硬度

电阻率：

3.2 μΩm

(127 μΩin)

应用

? 精细加工电极

强度至关重要的应用

? 螺纹电极

? 航空航天应用

? 注塑模具

? 硬质合金加工

? 小孔钻孔

4
5
EDM-3® 石墨

EDM-3 是一种各向同性

超细晶粒石墨

具有高强度

优异的耐磨性和

精细的表面光洁度

易于加工

至 0.1 mm 或更薄的厚度。

典型值

平均粒径：

<5 μm

弯曲强度：

935 kg/cm2

(13,300 psi)

压缩强度：

1,273 kg/cm2

(18,100 psi)

硬度：73 Shore

电阻率：

15.6 μΩm

(615 μΩin)

应用
? 精细电极的电火花加工

? 冲压模具

? 注塑模具

? 螺纹电极

? 用于航空航天金属切削

EDM-2® 石墨

EDM-2 是一种各向同性超细晶粒石墨，
具有高强度和良好的耐磨性。

推荐用于精细电极的加工，

尤其适用于需要高速、精细表面光洁度和耐磨性的场合。

典型值

平均粒径：

<5 微米

弯曲强度：

787 kg/cm2

(11,200 psi)

压缩强度：

1,188 kg/cm2

(16,900 psi)

硬度：71 邵氏硬度

电阻率：

16.0 μΩm

(620 μΩin)

应用

? 集成电路模具

? 航空航天应用

? 精细电极

? 最小锥度型腔

? 盲孔型腔加工

超细石墨

EDM-4® 石墨

EDM-4 是超细晶粒级石墨中的佼佼者。

这种高度各向同性的石墨

兼具 的强度
和适中的硬度，

从而具有优异的电极制造特性。

EDM-4 具有 的电火花加工性能，

在金属去除率、磨损和表面光洁度方面表现出色。

典型值

平均
粒径：

<4 μm

弯曲
强度：

1,230 kg/cm2

(17,500 psi)

压缩
强度：

1,511 kg/cm2

(21,500 psi)

硬度：76 邵氏硬度

电阻率：

12.7 μΩm

(500 μΩin)

应用

? 精细电极的电火花加工，

需要优异表面光洁度

? 线切割电极

? 注塑模具

超细石墨

6
EDM-200® 石墨

EDM-200 是一种各向同性
超细颗粒石墨

具有良好的强度、
表面光洁度和
耐磨性。价格适中的 EDM-200 石墨电 有出色的重复性，电极之间以及工件之间均保持一致。

EDM-C200® 石墨电极
EDM-C200 是一种超细石墨，浸渍了铜，具有优异的金属去除率和良好的耐磨性。

EDM-C200 石墨电极在冲洗条件不佳的情况下也能提高切削稳定性，是切削航空航天合金的理想材料。

典型值

平均粒径：

10 μm

弯曲强度：

635 kg/cm2

(9,000 psi)

抗压强度：

1,075 kg/cm2

(15,500 psi)

硬度：68 邵氏硬度

电阻率：

14.7 μΩm

(580 μΩin)

典型值

平均粒径：

10 μm

弯曲强度：

851 kg/cm2

(12,100 psi)

抗压强度：

1,631 kg/cm2

(23,200 psi)

硬度：62 邵氏硬度

电阻率：

2.9 μΩm

(114 μΩin)

应用
? 结构肋条

? 粗加工或精加工电极

? 大型模具

? 高强度大型电极

应用

? 精细电极的电火花加工，需要优异的表面光洁度

? 线切割电极

? 注塑模具