1. Szennyvízforrások, tipikus szennyező anyagok és vízjellemzők
A szilícium-karbidos (SiC) és gallium-nitrid (GaN) félvezetők gyártása során keletkező szennyvíz főként az epitaxiális növekedésből, a maradásból, az ionimplantációból, a vékonyréteg-lebegésből, a gyűrűcsiszolásból és -tisztításból, valamint a tisztasági szobák öblítési folyamataiból származik. A hagyományos szilícium-félvezető szennyvízhez képest a harmadik generációs félvezető szennyvíz összetétele sokkal bonyolultabb, és kezelése jelentősen nehezebb.
A tipikus szennyező anyagok közé tartozik a fluorid, magas koncentrációjú savak és lúgok, ultrafinom szilícium-karbidos részecskék, galliumvegyületek, nitridek, nyomelemeket tartalmazó nehézfémionok, valamint kis mennyiségű szerves szennyező anyag, például fényérzékeny réteg-maradványok és leoldó vegyszerek, amelyek miatt a COD-értékek ingadoznak.
A szennyvíz erősen savas és lúgos ágak váltakozását, magas fluorid-koncentrációt, ultrafinom lebegő szennyeződéseket és erősen korróziós tulajdonságokat mutat. A stabil kolloid részecskék nagyon lassan ülepednek, ami növeli a csővezetékek lerakódásának és a membránok elzáródásának kockázatát. Emellett a széles sávtiltású félvezetők gyártása ultra-nagy tisztaságú újrahasznosított vizet igényel, amelynek minőségi előírásai lényegesen szigorúbbak, mint a hagyományos ipari szennyvízkezelés esetében.
2. Gyakori ügyfélkérdések
A SiC- és GaN-félvezetők gyártói gyakran szembesülnek több szennyvízkezelési kihívással.
Az ultrafinom szilícium-karbidos (SiC) és gallium-nitrid (GaN) részecskék eltávolítása a hagyományos ülepítési eljárásokkal nehézkes, ami iszaposodást, berendezések eldugulását, gyakori membránfertőződést és költséges termelési leállásokat eredményez. Az etikettelési folyamatok során keletkező magas fluoridtartalmú szennyvíz kezelése egyenetlen, így egyre szigorúbb környezetvédelmi kibocsátási szabványoknak való megfelelés nehézséget okoz.
A gyártási folyamat emellett váltakozó savas és lúgos, nagy korrodáló hatású szennyvízáramokat is előállít, amelyekhez speciális, korroziónálló berendezésekre van szükség, nem pedig szokásos ipari rendszerekre. Ugyanakkor a félvezető-gyártók rendkívül magas ultratisztított víz-visszanyerési arányt követelnek meg, miközben a hagyományos kezelési technológiák gyakran nem érik el a szükséges vízminőséget, ami túlzott édesvízfogyasztáshoz és magasabb üzemeltetési költségekhez vezet.
Ezenkívül a modern félvezető-gyártó üzemek általában korlátozott telepítési helyet és gyorsan fejlődő gyártósorokat igényelnek, ami miatt a hagyományos, nagy méretű kezelőberendezések bővítése vagy frissítése nehézkes. Ennek eredményeként egyre nagyobb kereslet mutatkozik kompakt, moduláris és teljesen testre szabott szennyvízkezelő rendszerek iránt, amelyeket kifejezetten a nagy pontosságú félvezető-gyártáshoz terveztek.
3. Kezelési folyamat és alapfelszerelés konfigurációja
A szilícium-karbiddal (SiC) és gallium-nitriddel (GaN) szennyezett szennyvíz magas fluoridtartalma, ultrafin részecskéi és maradékhatása elleni hatékony kezelés érdekében egy speciális kezelési folyamatot alkalmazunk, amely a következő lépésekből áll:
Szétválasztott gyűjtés → Pontos pH-érték-beállítás és kolloid-instabilitás kiváltása → Koaguláció és fluorid-eltávolítás → Finom szűrés → Fejlett membrános tisztítás → Ultratiszta víz újrahasznosítása
A savas, lúgos, fluoridtartalmú és folyamatvíz-áramlatokat külön gyűjtik és kiegyenlítik, hogy minimalizálják a hidraulikai és vízminőségi ingadozásokat. A pontos pH-szabályozás destabilizálja a kolloid részecskéket, míg egy optimalizált koagulációs és ülepítési rendszer hatékonyan eltávolítja a lebegő szennyeződéseket és a fluorid nagy részét.
A szénalapú aktívszén szűrése és a precíziós szűrés eltávolítja a nyomokban jelen lévő szerves vegyületeket és a maradék fém szennyező anyagokat. A kezelt víz ezután egy ultrafiltrációs (UF) rendszeren, majd egy szennyeződés-ellenes fordított ozmózis (RO) rendszeren halad keresztül a mély deszalinizáció érdekében, így nagyon tiszta vizet állít elő, amely alkalmas a félvezetők gyártásában használt szilíciumlemezek (wafer) tisztítására és más félvezető-gyártási folyamatokra.
A fő berendezések közé tartoznak:
- Korrózióálló kiegyenlítő tartályok és pH-beállító rendszerek
- Magas hatásfokú fluorid-eltávolító és kolloid-lebontó reaktorok
- Teljesen automatizált vízlágyító rendszerek
- Kifogásolhatatlan membránszűrő rendszerek
- Intelligens vegyszeradagoló rendszerek
- Nagypontosságú online vízminőség-mérő eszközök
4. A megoldás előnyei
Ez a megoldás kifejezetten a harmadik generációs szilícium-karbidos (SiC) és gallium-nitriddel (GaN) működő félvezetők gyártásához készült, és hatékonyan kezeli a szakma három kulcsfontosságú kihívását: az ultrafin részecskék eltávolítását, a fluorid-kontrollt és a korrózióállóságot.
A tisztított víz mindig megfelel a gyártási újrafelhasználási követelményeknek és az ökológiai kibocsátási szabványoknak. Az egyedi, nem szabványos berendezések tervezése rugalmasan igazítható a korlátozott helyigényű gyártóüzemekhez és a rendkívül korróziós környezethez, erősített korrózióálló szerkezetekkel, eldugulás-mentes áramlási csatornákkal és moduláris, kompakt kialakítással, amelyeket specifikusan a félvezetőgyártó létesítmények igényeihez igazítottak.
Az összes alapvető elektromos vezérlőrendszer, mechanikai berendezés és víztisztító komponens nemzetközileg elismert CE-, UL- és ISO-szabványoknak megfelelően készül, így biztosítja a felsőkategóriás félvezetőalkalmazásokhoz szükséges kiváló biztonságot, megbízhatóságot és szabályozási megfelelést.
A rendszer kiváló ellenállást nyújt a vízminőség ingadozásával szemben, jelentősen csökkentve a membránok szennyeződését, a karbantartás gyakoriságát és az üzemelés megszakításának idejét. A víz újrafelhasználási arány meghaladhatja a 95%-ot, így jelentősen csökken a frissvízfogyasztás és az összes üzemeltetési költség.
Moduláris, helytakarékos terve rugalmas kapacitás-bővítést tesz lehetővé, miközben a teljesen automatizált intelligens vezérlés biztosítja a folyamatos, nagy pontosságú félvezető-gyártás stabil működését.
5. Projektreferenciák és támogató dokumentáció
Sikeresen szállítottunk szennyvíztisztító rendszereket SiC- és GaN-félvezető lapkák gyártására szolgáló létesítményeknek, beleértve egy kiemelkedő széles sávszélességű félvezető gyártóüzemet is, amelynek kezelési kapacitása 900 m³/nap.
A rendszer megbízhatóan működött, hatékonyan eltávolítva a részecskék lerakódását, stabilizálva a fluorid-eltávolítást, és folyamatosan előállítva újrahasznosítható vizet, amely megfelel a félvezetők számára szükséges ultratiszta víz újrahasznosítási követelményeinek. A projekt sikeresen átment a gyári elfogadási teszteken és az környezetvédelmi megfelelőségi ellenőrzéseken.
A támogató dokumentációk közé tartoznak:
- Saját fejlesztésű folyamatpatentek
- CE-, UL- és ISO-tanúsítványok
- Független harmadik fél által készített vízminőségi vizsgálati jelentések
- Projektátvételi dokumentáció
- Vezető félvezető-gyártók referenciaprojektjei
6. Szolgáltatási kör és együttműködési folyamat
Komplex EPC kulcsrakész szennyvíztisztítási megoldásokat kínálunk a harmadik generációs félvezető-gyártóknak, amelyek lefedik az oldalvizsgálatot, a vízminőségi elemzést, az egyedi folyamatmérnöki tervezést, a nem szabványos berendezések gyártását, a telepítést, a beindítást, az üzemeltetési és karbantartási szolgáltatásokat, a rendszerfrissítéseket és az élettartamra szóló fogyóeszköz-ellátást.
Szabványos együttműködési folyamat
- Helyszíni felmérés és szennyvízminta-vétel a vízminőség részletes elemzésével
- A gyártási körülmények alapján testre szabott folyamat- és berendezéstervezés
- A szerződéskötést követő berendezések gyártása és helyszíni építése
- Beszerelés, üzembe helyezés és integrált próbafuttatás a stabil megfelelés eléréséig
- Projektátadási támogatás és üzemeltetők képzése
- Hosszú távú megelőző karbantartás, műszaki támogatás, rendszeroptimalizálás és frissítési szolgáltatások
EN
