פתרון לעיבוד מי הصرف של אוגרים חצי מוליכים מסוג SiC ו-GaN

1. מקורות מימי הפסולת, מזהמים טיפוסיים ומאפייני המים

המי הפגומים שנוצרים בייצור סמיקונדוקטורים של קרביד סיליקון (SiC) וניטריד גליום (GaN) נובעים בעיקר מתהליכי הגדילה האפיטקסיאלית, הקיזוז, שיבוץ יונים, הצטברות סרט דק, גריסה וניקוי של וויפרים, וכן מהתהליך של שטיפת החדרים הנקיים. בהשוואה למי הפגומים המתקבלים מייצור סמיקונדוקטורים קונבנציונליים של סיליקון, תרכובת המי הפגומים מסמיקונדוקטורים מהדור השלישי היא מורכבת יותר בהרבה, ועיבודם קשה יותר באופן משמעותי.

מזהמים טיפוסיים כוללים פלואוריד, ריכוזים גבוהים של חומצות ובסיסים, חלקיקים אולטרה-דקיקים של קרביד סיליקון, תרכובות גליום, ניטרידים, יוני מתכות כבדות בזיהום זעיר, וכמויות קטנות של מזהמים אורגניים כגון שאריות פוטו-רסיסט וכימיקלים לשליפת שכבות, מה שגורם לעליות וירידות בדרגת COD.

השפכים מאופיינים בשטפים חומציים ואלקליניים לסירוגין, בריכוזי פלואוריד גבוהים, בחלקיקים מוצקים תלויים אולטרה-דקיקים ובתכונות קורוזיביות מאוד. חלקיקים קולואידליים יציבים שוקעים לאט מאוד, מה שמגביר את הסיכון לסתימות בצלבונים ובסינון. בנוסף, ייצור סמייקונדקטורס עם פער צירים רחב דורש מים משוחזרים באיכות טהורה ביותר, ודרישות האיכות של המים מחמירות בהרבה מאשר במערכות טיהור שפכים תעשייתיות קונבנציונליות.

2. קשיי לקוחות נפוצים

יצרני סמייקונדקטורס של SiC ו-GaN מתמודדים בדרך כלל עם מספר קשיים בטיהור שפכים.

חלקיקים אולטרה-דקיקים של SiC ו-GaN קשים להסרה באמצעות שיקוע קונבנציונלי, מה שמוביל ליצירת בוץ, סתימות בציוד, התפחת קרום תכופה (fouling) בתדר גבוה מדי, והשהיות ייצור יקרות.

תהליך היצור מייצר גם זרמים חלופיים של מים זוהמים חומציים ואלקליים בעלי קורוזיה גבוהה, ולכן דרוש ציוד עמיד לקורוזיה במיוחד, ולא מערכות תעשייתיות סטנדרטיות. במקביל, יצרני רכיבים חשמליים דורשים שיעורי שחזור של מים אולטרה-טהורים ברמה גבוהה ביותר, בעוד שטכנולוגיות טיפול קונבנציונליות נוטות להיכשל בהגעה לאיכות המים הנדרשת, מה שמוביל לצריכה מוגזמת של מים מתוקים ועלות תפעול גבוהה יותר.

בנוסף, מפעלי ייצור חצי מוליכים מודרניים בדרך כלל מתמודדים עם שטח התקנה מוגבל וקווי ייצור המתקדמים במהירות, מה שמקשה על הרחבת או שדרוג של מתקני טיפול מסורתיים בקנה מידה גדול. כתוצאה מכך, יש ביקוש גובר למערכות טיפול במים זוהמים קומפקטיות, מודולריות ומותאמות באופן מלא, אשר מעוצבות במיוחד לייצור חצי מוליכים בדרישות דיוק גבוה.

3. תהליך הטיפול והרכבה של הציוד המרכזי

כדי להתמודד עם ריכוז הפלואוריד הגבוה, החלקיקים העל-דקיקים והמאפיינים הקורוזיביים של מי הזרם הזוהמים של SiC ו-GaN, אנו משתמשים בתהליך טיפול מיוחד הכולל:

איסוף מופרד → התאמת pH מדויקת והשברת קולואידים → צבירה והסרת פלואוריד → סינון עדין → טיהור מתקדם באמצעות קרום → החזרת מים אולטרא-טהורים לשימוש חוזר

זרמי מי הזרקה החומציים, האלקליים, המכילים פלואוריד ומי הזרקה התהליכיים נאספים ומוצבים בנפרד כדי למזער תנודות הידראוליות ושינויי איכות המים.

ספיגת פחמן פעיל וסינון מדויק מסירים תרכובות אורגניות זעירות ושאריות של מזהמים מתכתיים. המים המעובדים עוברים לאחר מכן מערכת סינון על-מיקרוסקופית (UF), ולאחריה מערכת הפיכת אוסמוזה (RO) שמתנגדת לסתימות, לשם דישון מעמיק, ויוצרים מים בעלי טהרה גבוהה המתאימים לניקוי וויפרס ולתהליכים אחרים בייצור חצי מוליכים.

הציוד המרכזי כולל:

• Migashim le-hashva'a muvchanim le-neshech ve-ma'arekhot tikun pH
• Ma'arekhot le-hafrat flouorid be-yitronut u-le-shivur koloidim
• Ma'arekhot le-rakach mayim otomatiyot be-meleh
• מערכות סינון בקרום עתידיות לבלוק זיהום
• מערכות חכמות להזרקת כימיקלים
• מכשירי ניטור איכות מים מקוונים במדויק גבוה

4. יתרונות הפתרון

הפתרון הזה נוצר במיוחד לייצור חצי מוליכים דור שלישי מסוג SiC ו-GaN, ופותר ביעילות שלוש בעיות קריטיות בתעשייה: הסרת חלקיקים זעירים ביותר, בקרת פלואוריד, והתנגדות לקורוזיה.

המים המטופלים עומדים באופן עקבי בדרישות לשימוש חוזר בייצור ובתקנים להטפה לסביבה. ניתן לעצב ציוד לא סטנדרטי בהתאמה אישית כדי להתאים תכנונים צפופים של מפעלים וסביבות פעילות קורוזיביות במיוחד, עם מבנים מחוזקים נגד קורוזיה, ערוצים זורמים שמתנגדים לסתימות ועיצוב מודולרי צפוף שמותאם למתקני סמיקונדקטורס.

כל מערכות הבקרה החשמליות העיקריות, הציוד המכניקלי והרכיבים לטיפול במים מיוצרים בהתאם לתקנים בינלאומיים מוכרים – CE, UL ו-ISO – מה שמבטיח בטיחות, אמינות ותאימות רגולטורית יוצאות דופן ליישומים מתקדמים בייצור חצי מוליכים.

המערכת מציעה התנגדות מעולה לשינויים באיכות המים, מה שמביא לצמצום משמעותי של סתימות הממברנות, תדר התחזוקה וההשבתה הפעולה. שיעור החזרת המים יכול לעלות על 95%, מה שמביא לצמצום משמעותי בצריכת המים המתוקנים ובעלות הפעלה הכוללת.

עיצובה המודולרי וחוסך השטח שלה מאפשר הרחבה גמישה של הקיבולת, בעוד שליטה אינטליגנטית לחלוטין אוטומטית מבטיחה תפעול יציב לייצור רציף של חצי מוליכים עם דיוק גבוה.

5. דוגמאות לפרויקטים ומסמכים תומכים

סיפקנו בהצלחה מערכות לטיפול במים זוהמים למרכזי ייצור שבבים חצי מוליכים מסוג SiC ו-GaN, כולל מפעל ייצור ייחודי של חצי מוליכים בעלי פער רוחב רחב, בעל קיבולת טיפול של 900 מטר מעוקב ליום.

המערכת פועלת באופן אמינה, ומביאה למחיקת הצטברות חלקיקים, ליציבות בתהליך הסרת הפלואוריד וליצור עקבי של מים משוחזרים אשר עומדים בדרישות החזרה לשימוש במים על-טהורים לתחום האלקטרוניקה.

התיעוד התומך כולל:

• פטנטים על תהליכי ייצור ייחודיים
• אישורים של CE, UL ו-ISO
• דִּיוּחֵי בְּדִיקוֹת אֵיכוּת הַמַּיִם מִגּוּף שְׁלִישִׁי
• תיעוד קבלת הפרויקט
• פרויקטים רפרנסיים מייצרני חצי מוליכים מובילים

6. היקף השירות ותהליך השיתוף

אנו מספקים פתרונות משלימים לטיפול במים זוהמים בסגנון EPC (מפתח-לבנות-למסור) לייצרני חצי מוליכים דור שלישי, הכוללים חקירה באתר, ניתוח איכות המים, הנדסת תהליכים מותאמת אישית, ייצור ציוד לא סטנדרטי, התקנה, הפעלה, שירותים להפעלה ותחזוקה, שדרוגי מערכות ואספקת חומרים נצחיים לאורך זמן.

התהליך הסטנדרטי לשיתוף פעולה

• סיור באתר ולקיחת דוגמיות מים זוהמים עם ניתוח איכות מים מקיף
• עיצוב תהליך וציוד מותאם אישית בהתאם לתנאי הייצור
• ייצור הציוד ובנייה באתר לאחר אישור החוזה
• התקנה, אתחול ותפעול ניסיוני משולב עד להישג תקינות יציבה
• תמיכה באישור הפרויקט והכשרת המפעילים
• תפעול ותחזוקה מונעת לטווח ארוך, תמיכה טכנית, אופטימיזציה של המערכת ושירותי שדרוג