SiC un GaN pusvadītāju notiekuma ūdeņu attīrīšanas risinājums

1. Notekūdeņu avoti, tipiskie piesārņotāji un ūdens īpašības

Notekus ūdens, kas rodas silīcija karbīda (SiC) un gālija nitrīda (GaN) pusvadītāju ražošanā, galvenokārt izriet no epitaksiskās augšanas, ķīmiskās apstrādes, jonu iestrādāšanas, plāno kārtu nogulsnēšanas, virsmas slīpēšanas un tīrīšanas, kā arī tīrās telpas mazgāšanas procesiem. Salīdzinot ar parastajiem silīcija pusvadītājiem radīto notekūdeni, trešās paaudzes pusvadītāju notekūdens sastāvs ir daudz sarežģītāks un to ievērojami grūtāk attīrīt.

Tipiski piesārņotāji ietver fluorīdus, augstas skābju un bāzu koncentrācijas, ultrašaurus silīcija karbīda daļiņas, gālija savienojumus, nitrīdus, mikrodaudzumus smagās metālu jonus, kā arī nelielus organisko piesārņotāju daudzumus, piemēram, fotorezistu atliekas un atdalīšanas ķīmiskās vielas, kas rada svārstīgas COD vērtības.

Notekme ir raksturīga ar mainīgiem stipri skābiem un sārmainiem plūsmām, augstām fluorīdu koncentrācijām, ļoti smalkām suspendētām cietajām daļiņām un ļoti korozīvām īpašībām. Stabilas koloidālas daļiņas nogulsnējas ļoti lēni, palielinot cauruļvadu piesārņošanās un membrānu aizsprostošanās risku. Turklāt platās joslas pusvadītāju ražošanai nepieciešams ārkārtīgi augstas tīrības atgūtais ūdens, kura kvalitātes standarti ir ievērojami stingrāki nekā parastajā rūpnieciskā notekūdeņu apstrādē.

2. Biežāk sastopamās klientu problēmas

SiC un GaN pusvadītāju ražotāji bieži saskaras ar vairākām notekūdeņu apstrādes problēmām.

Ultrasmalki SiC un GaN daļiņas ir grūti noņemt, izmantojot parastās nogulšņu atdalīšanas metodes, kas rada dūņu uzkrāšanos, aprīkojuma aizsprostojumus, bieži notiekošu membrānu piesārņojumu un dārgu ražošanas pārtraukumu. Augstas fluorīdu koncentrācijas notekūdeņi, kas rodas ķīmiskās apstrādes procesā, ir grūti vienmērīgi attīrīt, tādēļ ir sarežģīti ievērot arvien stingrākos vides izlaides standartus.

Ražošanas process rada arī maiņzīmju skābās un sārmainās notekūdeņu plūsmas ar augstu korozivitāti, tāpēc nepieciešams speciāls korozijai izturīgs aprīkojums, nevis standarta rūpnieciskās sistēmas. Tajā pašā laikā pusvadītāju ražotāji prasa ārkārtīgi augstus ultratīra ūdens atgūšanas koeficientus, bet parastās attīrīšanas tehnoloģijas bieži nespēj nodrošināt nepieciešamo ūdens kvalitāti, kas rada pārmērīgu saldūdens patēriņu un augstākas ekspluatācijas izmaksas.

Turklāt modernajās pusvadītāju ražotnēs parasti ir ierobežots uzstādīšanas vietas apjoms un ātri attīstās ražošanas līnijas, kas padara tradicionālos liela mēroga apstrādes objektus grūti paplašināmus vai modernizējamus. Tāpēc pieaug prasība pēc kompaktiem, modulāriem un pilnībā pielāgotiem notekūdeņu apstrādes sistēmu, kas speciāli izstrādātas augstas precizitātes pusvadītāju ražošanai.

3. Attīrīšanas process un galveno aprīkojuma konfigurācija

Lai risinātu SiC un GaN notekūdeņu augsto fluorīdu saturu, ultrasmalkās daļiņas un korozīvās īpašības, mēs izmantojam specializētu apstrādes procesu, kas sastāv no:

Atsevišķa savākšana → Precīza pH regulēšana un koloidu destabilizācija → Koagulācija un fluorīdu noņemšana → Smalka filtrācija → Uzlabota membrānu tīrīšana → Ultrasistīga ūdens atkārtota izmantošana

Skābās, sārmainās, fluorīdu saturošās un tehnoloģiskās notekūdeņu plūsmas tiek savāktas un izlīdzinātas atsevišķi, lai minimizētu hidrauliskās un ūdens kvalitātes svārstības. Precīza pH kontrole destabilizē koloidālos daļiņas, kamēr optimizēta koagulācijas un nosēdīšanās sistēma efektīvi noņem suspendētās vielas un lielāko daļu fluorīdu.

Aktīvās ogles adsorbcija un precīzā filtrācija noņem mikroskopiskas organiskās vielas un atlikušos metālu piesārņotājus. Apstrādātā ūdens pēc tam iet cauri ultrafiltrācijas (UF) sistēmai, kam seko pretapmāļošanās apgrieztās osmozes (RO) sistēma dziļai desalinizācijai, radot augstas tīrības ūdeni, kas piemērots virsmas tīrīšanai un citiem pusvadītāju ražošanas procesiem.

Galvenie aprīkojuma elementi ir:

• Korozijai izturīgi izlīdzināšanas rezervuāri un pH regulēšanas sistēmas
• Augstas efektivitātes fluorīdu noņemšanas un koloidu sadalīšanas reaktori
• Pilnībā automātiskas ūdens mīkstināšanas sistēmas
• Pretapmāļojošas membrānu filtrācijas sistēmas
• Intelektuālas ķīmisko reaģentu dozēšanas sistēmas
• Augstas precizitātes tiešsaistes ūdens kvalitātes uzraudzības instrumenti

4. Risinājuma priekšrocības

Šis risinājums ir īpaši izstrādāts trešās paaudzes SiC un GaN pusvadītāju ražošanai un efektīvi risina trīs būtiskas nozares problēmas: ļoti smalku daļiņu noņemšanu, fluorīdu koncentrācijas kontroli un korozijas izturību.

Apstrādātais ūdens vienmēr atbilst gan ražošanas atkārtotas izmantošanas prasībām, gan vides izlaides standartiem. Var izstrādāt pielāgotus nestandarta iekārtas risinājumus, lai piemērotos kompaktām rūpnīcu izkārtojumiem un ļoti agresīvām darba vides apstākļiem; šīs iekārtas raksturo pastiprinātas korozijas aizsardzības konstrukcijas, aizsprostošanās novēršanas plūsmas kanāli un modulāras kompaktas konstrukcijas, kas pielāgotas pusvadītāju rūpnīcām.

Visas galvenās elektriskās vadības sistēmas, mehāniskās iekārtas un ūdens apstrādes komponentes tiek ražotas saskaņā ar starptautiski atzītajiem CE, UL un ISO standartiem, nodrošinot augstu drošību, uzticamību un atbilstību regulatīvajām prasībām augstas klases pusvadītāju lietojumiem.

Šis sistēma nodrošina lielisku pretestību ūdens kvalitātes svārstībām, ievērojami samazinot membrānu piesārņojumu, apkopju biežumu un ekspluatācijas pārtraukumus. Ūdens atkārtotas izmantošanas līmenis var pārsniegt 95 %, ievērojami samazinot saldūdens patēriņu un kopējās ekspluatācijas izmaksas.

Tās modulārais, vietu taupīgais dizains ļauj elastīgi paplašināt jaudu, kamēr pilnībā automatizētā intelektuālā vadība nodrošina stabili darbību nepārtrauktai, augstas precizitātes pusvadītāju ražošanai.

5. Projekta atsauces un atbalstošie dokumenti

Mēs veiksmīgi esam piegādājuši notekūdeņu attīrīšanas sistēmas SiC un GaN pusvadītāju waferu ražošanas uzņēmumiem, tostarp arī parauguzņēmumu plašas joslas pusvadītāju ražošanas rūpnīcu ar attīrīšanas jaudu 900 m³/dienā.

Sistēma ir darbojusies uzticami, efektīvi novēršot daļiņu uzkrāšanos, stabilizējot fluorīdu noņemšanu un nepārtraukti ražojot atjaunotu ūdeni, kas atbilst pusvadītāju ultratīra ūdens atkārtotas izmantošanas prasībām. Projekts veiksmīgi izturēja gan rūpnīcas pieņemšanas testēšanu, gan vides atbilstības pārbaudes.

Atbalsta dokumentācija ietver:

• Patentētus procesa patentus
• CE, UL un ISO sertifikātus
• Neatkarīgu trešo pušu ūdens kvalitātes testēšanas ziņojumus
• Projekta pieņemšanas dokumentācija
• Vadošo pusvadītāju ražotāju reference projektus

6. Pakalpojumu apjoms un sadarbības process

Mēs piedāvājam pilnīgas EPC „gatavas piegādes” notekūdeņu attīrīšanas risinājumus trešās paaudzes pusvadītāju ražotājiem, kas ietver vietnes izpēti, ūdens kvalitātes analīzi, pielāgotu procesu inženieriju, nestandarta aprīkojuma ražošanu, uzstādīšanu, nodošanu ekspluatācijā, ekspluatācijas un apkopes pakalpojumus, sistēmu modernizāciju un visu ekspluatācijas laiku ilgstošu patēriņa preču piegādi.

Standarta sadarbības process

• Vietas apskate un notekūdeņu paraugu ņemšana ar detalizētu ūdens kvalitātes analīzi
• Pielāgota procesa un aprīkojuma izstrāde, pamatojoties uz ražošanas apstākļiem
• Aprīkojuma ražošana un vietā veiktie būvdarbi pēc līguma apstiprināšanas
• Uzstādīšana, nodošana ekspluatācijā un kompleksa probaekspluatācija, līdz tiek sasniegta stabila atbilstība
• Projekta pieņemšanas atbalsts un operatoru apmācība
• Ilgstoša preventīvā apkope, tehniskais atbalsts, sistēmas optimizācija un modernizācijas pakalpojumi