1. Източници на отпадъчни води, типични замърсители и характеристики на водата
Сточните води, получени при производството на полупроводници от карбид на кремния (SiC) и нитрид на галий (GaN), предимно се образуват по време на епитаксиален растеж, травене, йонна имплантация, депозиция на тънки филми, шлифоване и почистване на пластини, както и при изплакване на чисти стаи. В сравнение със сточните води от традиционното производство на кремниеви полупроводници, сточните води от полупроводници от трето поколение имат значително по-сложен състав и са много по-трудни за пречистване.
Типичните замърсители включват флуориди, високи концентрации на киселини и алкални вещества, ултрафини частици от карбид на кремния, съединения на галий, нитриди, следови количества тежки метални йони и малки количества органични замърсители като остатъци от фоторезисти и химикали за отстраняване, което води до колебания в нивата на ХПК.
Отпадните води се характеризират с редуващи се силно кисели и алкални потоци, високи концентрации на флуориди, ултрафини суспендирани твърди частици и изключително корозивни свойства. Стабилните колоидни частици се утаяват много бавно, което увеличава риска от замърсяване на тръбопроводите и запушване на мембраните. Освен това производството на полупроводници с широка забранена зона изисква рециклирана вода с ултрависока чистота, като стандартите за качеството на водата са значително по-строги от тези при конвенционалната пречиствателна обработка на индустриални отпадни води.
2. Чести предизвикателства за клиентите
Производителите на SiC и GaN полупроводници често се сблъскват с няколко предизвикателства при пречистването на отпадните води.
Ултрафините частици от SiC и GaN са трудни за отстраняване чрез обичайното утаяване, което води до натрупване на утайка, запушване на оборудването, често замърсяване на мембраните и скъпо струващи простои в производството. Водните отпадъци с високо съдържание на флуорид, генерирани по време на процесите на травене, са трудни за последователна обработка, което затруднява съответствието с все по-строгите екологични стандарти за изхвърляне.
Производственият процес също генерира алтернативни кисели и алкални водни отпадъци с висока корозионност, което изисква специализирано корозионноустойчиво оборудване, а не стандартни индустриални системи. Едновременно с това производителите на полупроводникови устройства изискват изключително високи показатели за възстановяване на ултрапочиста вода, докато конвенционалните технологии за пречистване често не отговарят на изискваното качество на водата, което води до прекомерно потребление на прясна вода и по-високи експлоатационни разходи.
Освен това съвременните фабрики за полупроводници обикновено разполагат с ограничено място за инсталиране и бързо развиващи се производствени линии, което затруднява разширяването или модернизацията на конвенционалните големи системи за третиране. В резултат на това нараства търсенето на компактни, модулни и напълно персонализирани системи за третиране на отпадъчни води, проектирани специално за високоточното производство на полупроводници.
3. Процес на третиране и конфигурация на основното оборудване
За да се справим с високото съдържание на флуорид, ултрафините частици и корозивните характеристики на отпадъчните води от SiC и GaN, използваме специализиран процес за третиране, който включва:
Сепарирано събиране → Прецизно регулиране на pH и дестабилизиране на колоидите → Коагулация и отстраняване на флуорид → Фино филтриране → Напреднало мембранно пречистване → Повторно използване на ултрапремична вода
Киселинните, алкалните, флуоридсъдържащите и технологичните отпадъчни води се събират и изравняват отделно, за да се минимизират хидравличните и качествените колебания на водата. Точен контрол на pH-то дестабилизира колоидните частици, докато оптимизираната система за коагулация и утаяване ефективно премахва взвесените твърди вещества и по-голямата част от флуорида.
Адсорбцията с активен въглен и прецизната филтрация елиминират следи от органични съединения и остатъчни метални замърсители. Обработената вода след това преминава през ултрафилтрационна (UF) система, последвана от система за обратно осмозно (RO) пречистване, устойчива към замърсяване, за дълбоко десолация, като се получава вода с висока чистота, подходяща за почистване на пластини и други процеси в производството на полупроводникови устройства.
Основното оборудване включва:
- Резервоари за изравняване и системи за корекция на pH, устойчиви на корозия
- Реактори с висока ефективност за премахване на флуорид и разрушаване на колоиди
- Пълноавтоматични системи за мекаване на вода
- Мембранни филтрационни системи, устойчиви към замърсяване
- Интелигентни системи за дозиране на химикали
- Високоточни онлайн инструменти за мониторинг на качеството на водата
4. Предимства на решението
Това решение е специално проектирано за производството на полупроводникови устройства от трето поколение въз основа на SiC и GaN и ефективно решава три критични предизвикателства за отрасъла: премахване на ултрафини частици, контрол на флуоридите и корозионна устойчивост.
Обработената вода постоянно отговаря както на изискванията за повторна употреба в производството, така и на стандартите за екологично изхвърляне. Могат да се проектират персонализирани нестандартни устройства, за да се съобразят с компактни заводски разположения и силно корозивни работни среди; те включват усилени антикорозионни конструкции, канали за течност, устойчиви на запушване, и модулни компактни проекти, адаптирани специално за полупроводникови предприятия.
Всички основни електрически системи за управление, механично оборудване и компоненти за пречистване на вода се произвеждат в съответствие с международно признатите стандарти CE, UL и ISO, което гарантира изключителна безопасност, надеждност и съответствие с нормативните изисквания за висококласови полупроводникови приложения.
Системата предлага отлична устойчивост към колебания в качеството на водата, значително намалявайки замърсяването на мембраните, честотата на поддръжката и простоите в експлоатацията. Степента на повторно използване на водата може да надвишава 95 %, което значително намалява консумацията на прясна вода и общите експлоатационни разходи.
Модулната и икономична по отношение на пространството конструкция позволява гъвкаво разширяване на капацитета, докато напълно автоматизираната интелигентна система за управление осигурява стабилна работа за непрекъснато производство на полупроводникови изделия с висока прецизност.
5. Проектни препратки и подкрепяща документация
Успешно сме доставили системи за третиране на отпадъчни води за производствени обекти на полупроводникови пластина от SiC и GaN, включително референтен завод за производство на широколентови полупроводници с капацитет за третиране от 900 m³/ден.
Системата е работила надеждно, ефективно елиминирайки натрупването на частици, стабилизирайки отстраняването на флуориди и последователно произвеждайки рециклирана вода, която отговаря на изискванията за повторна употреба на ултрапреминаваща вода в полупроводниковата промишленост.
Поддържащата документация включва:
- Патенти за собствени процеси
- Сертификати CE, UL и ISO
- Доклади за тестване на качеството на водата от независими страни
- Документация за приемане на проекта
- Референтни проекти от водещи производители на полупроводникови устройства
6. Обхват на услугите и процесът на сътрудничество
Предлагаме комплексни EPC „ключови“ решения за третиране на отпадъчни води за производители на полупроводници от трето поколение, включващи проучване на площадката, анализ на качеството на водата, персонализирано инженерно проектиране на процеса, производство на нестандартно оборудване, инсталация, пускане в експлоатация, услуги по експлоатация и поддръжка, модернизации на системата и доставка на консумативи през целия жизнен цикъл.
Стандартен процес на сътрудничество
- Изследване на обекта и вземане на проби от отпадъчни води с комплексен анализ на качеството на водата
- Персонализиран дизайн на процеса и оборудването въз основа на производствените условия
- Производство на оборудването и строителство на място след потвърждаване на договора
- Монтаж, пускане в експлоатация и комплексно пробно функциониране до постигане на стабилно съответствие
- Поддръжка при приемане на проекта и обучение на операторите
- Дългосрочни превентивни поддръжки, техническа поддръжка, оптимизация на системата и услуги за модернизация
EN
