1. Afvalwaterbronnen, typische verontreinigende stoffen en waterkenmerken
Afvalwater dat wordt geproduceerd bij de fabricage van siliciumcarbide- (SiC) en galliumnitride- (GaN) halfgeleiders ontstaat voornamelijk tijdens epitaxiale groei, etsen, ionenimplantatie, dunne-filmdepositie, wafelslijpen en -reinigen, evenals tijdens spoelprocessen in cleanrooms. In vergelijking met afvalwater uit conventionele siliciumhalfgeleiderproductie heeft afvalwater uit halfgeleiders van de derde generatie een veel complexere samenstelling en is het aanzienlijk moeilijker te behandelen.
Typische verontreinigingen omvatten fluoride, hoge concentraties zuren en alkaliën, ultrafijne siliciumcarbidedeeltjes, galliumverbindingen, nitriden, sporen van zware metaalionen en kleine hoeveelheden organische verontreinigingen zoals restanten van fotolak en chemische strippingsmiddelen, wat leidt tot schommelende COD-waarden.
Het afvalwater wordt gekenmerkt door wisselende sterk zure en alkalische stromen, hoge fluoridetochten, ultrafijne zwevende deeltjes en zeer corrosieve eigenschappen. Stabiele colloïdale deeltjes bezinken zeer langzaam, wat het risico op verstopping van leidingen en membranen verhoogt. Bovendien vereist de productie van halfgeleiders met breed bandgap (bijv. SiC en GaN) hergebruikt water van uiterst hoge zuiverheid, waarvan de kwaliteitsvereisten aanzienlijk strenger zijn dan die van conventionele industriële afvalwaterzuivering.
2. Veelvoorkomende klantuitdagingen
Fabrikanten van SiC- en GaN-halfgeleiders worden vaak geconfronteerd met meerdere uitdagingen op het gebied van afvalwaterbehandeling.
Ultrafijne SiC- en GaN-deeltjes zijn moeilijk te verwijderen via conventionele bezinking, wat leidt tot slibophoping, apparatuurverstoppingen, frequente membraanvervuiling en kostbare productiestilstand. Het hoogfluoridehoudende afvalwater dat tijdens etsprocessen wordt geproduceerd, is moeilijk consistent te behandelen, waardoor naleving van steeds strengere milieu-afvoerstandaarden een uitdaging vormt.
Het productieproces genereert ook wisselende zure en alkalische afvalwaterstromen met een hoge corrosiviteit, wat gespecialiseerde corrosiebestendige apparatuur vereist in plaats van standaard industriële systemen. Tegelijkertijd eisen halfgeleiderfabrikanten extreem hoge ultrazuiver-waterterugwinningspercentages, terwijl conventionele behandeltechnologieën vaak niet aan de vereiste waterkwaliteit voldoen, wat leidt tot excessief zoetwaterverbruik en hogere bedrijfskosten.
Bovendien beschikken moderne halfgeleiderfabrieken doorgaans over beperkte installatieruimte en snel evoluerende productielijnen, waardoor conventionele grootschalige behandelingsinstallaties moeilijk uit te breiden of bij te werken zijn. Daarom neemt de vraag naar compacte, modulaire en volledig afgestemde afvalwaterzuiveringsystemen toe, specifiek ontworpen voor hoogprecieze halfgeleiderproductie.
3. Behandelingsproces en configuratie van kernapparatuur
Om het hoge fluoridegehalte, de ultrafijne deeltjes en de corrosieve eigenschappen van SiC- en GaN-afvalwater aan te pakken, passen we een specifiek behandelingsproces toe dat bestaat uit:
Gescheiden inzameling → Precisie-pH-aanpassing en colloïdale destabilisatie → Coagulatie en fluorideverwijdering → Fijnfiltratie → Geavanceerde membraanzuivering → Hergebruik van ultrazuiwer water
Zure, alkalische, fluoridehoudende en procesafvalwaterstromen worden afzonderlijk verzameld en geëgaliseerd om hydraulische en waterkwaliteitsfluctuaties tot een minimum te beperken. Precisie-pH-regeling destabiliseert colloïdale deeltjes, terwijl een geoptimaliseerd coagulatie- en sedimentatiesysteem effectief zwevende stoffen en het grootste deel van het fluoride verwijdert.
Actief koolstofadsorptie en precisiefiltratie elimineren sporen organische verbindingen en resterende metaalverontreinigingen. Het behandelde water gaat vervolgens door een ultrafiltratiesysteem (UF), gevolgd door een antifouling-reverse-osmose-systeem (RO) voor diepe ontzilting, waardoor hoogzuiver water wordt geproduceerd dat geschikt is voor waferschoonmaak en andere halfgeleiderproductieprocessen.
Kernapparatuur omvat:
- Corrosiebestendige egaliseringsreservoirs en pH-aanpassingssystemen
- Hoogefficiënte fluorideverwijderings- en colloïdvernietigingsreactoren
- Volledig automatische wateronthardingsystemen
- Antifouling membraanfiltersystemen
- Intelligente chemische doseersystemen
- Hoogprecieze online waterkwaliteitsmonitoringinstrumenten
4. Voordelen van de oplossing
Deze oplossing is specifiek ontworpen voor de productie van halfgeleiders van de derde generatie op basis van SiC en GaN, en lost effectief drie cruciale industriële uitdagingen op: verwijdering van ultrafijne deeltjes, fluorideregeling en corrosieweerstand.
Het gezuiverde water voldoet consistent aan zowel de eisen voor productiehergebruik als aan milieu-afvoerstandaarden. Aangepaste niet-standaardapparatuur kan worden ontworpen om te passen bij compacte installatieopstellingen en sterk corrosieve bedrijfsomgevingen, met versterkte anticorrosiestructuren, verstoppingsbestendige stromingskanalen en modulaire, compacte ontwerpen die zijn afgestemd op halfgeleiderfaciliteiten.
Alle kernsystemen voor elektrische regeling, mechanische apparatuur en waterbehandelingscomponenten worden vervaardigd in overeenstemming met internationaal erkende CE-, UL- en ISO-normen, wat superieure veiligheid, betrouwbaarheid en naleving van voorschriften garandeert voor high-end halfgeleiderapplicaties.
Het systeem biedt uitstekende weerstand tegen schommelingen in waterkwaliteit, waardoor membraanvervuiling, onderhoudsfrequentie en bedrijfsstilstand aanzienlijk worden verminderd. De waterhergebruiksgraad kan meer dan 95% bedragen, wat het verbruik van vers water en de totale bedrijfskosten aanzienlijk verlaagt.
Het modulaire, ruimtebesparende ontwerp maakt flexibele capaciteitsuitbreiding mogelijk, terwijl volledig geautomatiseerde intelligente regeling een stabiele werking garandeert voor continue, hoogwaardige halfgeleiderproductie.
5. Projectverwijzingen en ondersteunende documentatie
Wij hebben met succes afvalwaterzuiveringsystemen geleverd voor SiC- en GaN-halfgeleiderwaferproductiefaciliteiten, inclusief een referentie-installatie voor breedband-gap-halfgeleiderproductie met een zuiveringscapaciteit van 900 m³/dag.
Het systeem heeft betrouwbaar gefunctioneerd, waardoor de ophoping van deeltjes effectief werd geëlimineerd, de fluoridewaterzuivering werd gestabiliseerd en hergebruikbaar water kon worden geproduceerd dat voldoet aan de eisen voor ultrazuiver water in de halfgeleiderindustrie.
Ondersteunende documentatie omvat:
- Eigen procespatenten
- CE-, UL- en ISO-certificaten
- Waterkwaliteitstestrapporten van externe partijen
- Documentatie voor projectacceptatie
- Referentieprojecten van toonaangevende halfgeleiderfabrikanten
6. Dienstenscope en samenwerkingsproces
Wij leveren uitgebreide EPC-sleutelklare afvalwaterzuiveringsoplossingen voor fabrikanten van halfgeleiders van de derde generatie, inclusief terreininventarisatie, waterkwaliteitsanalyse, op maat gemaakte procesengineering, productie van niet-standaardapparatuur, installatie, inbedrijfstelling, bedrijfsvoering & onderhoud, systeemupgrades en levenslange levering van verbruiksartikelen.
Standaard samenwerkingsproces
- Terreinonderzoek en afvalwaterbemonstering met uitgebreide waterkwaliteitsanalyse
- Op maat gemaakte proces- en apparatuurontwerpen op basis van productieomstandigheden
- Apparatuurproductie en bouw ter plaatse na bevestiging van de overeenkomst
- Installatie, inbedrijfstelling en geïntegreerde proefdraai totdat stabiele naleving is bereikt
- Ondersteuning bij projectacceptatie en opleiding van operators
- Langetermijnpreventief onderhoud, technische ondersteuning, systeemoptimalisatie en upgrade-diensten
EN
