1. Zdroje odpadových vôd, typické kontaminanty a vlastnosti vody
Odpadové vody vznikajúce pri výrobe polovodičov z karbidu kremíka (SiC) a nitriderov galia (GaN) pochádzajú predovšetkým z epitaxiálneho rastu, leptania, implantácie iónov, usadzovania tenkých vrstiev, brúsenia a čistenia platní, ako aj z procesov oplachovania čistých miestností. V porovnaní s odpadovými vodami z výroby konvenčných kremíkových polovodičov majú odpadové vody tretieho generácie polovodičov výrazne zložitejší zloženie a ich úprava je výrazne náročnejšia.
Typickými kontaminantmi sú fluóridy, vysoké koncentrácie kyselín a zásad, ultrajemné častice karbidu kremíka, zlúčeniny galia, nitridy, stopové množstvá ťažkých kovových iónov a malé množstvá organických kontaminantov, napríklad zvyšky fotoodporov alebo chemikálií na odstraňovanie fotoodporov, čo spôsobuje kolísanie hodnôt CHSK.
Odpadová voda je charakterizovaná striedavými silne kyslými a zásaditými prúdmi, vysokými koncentráciami fluóru, ultra-jemnými suspendovanými tuhými látkami a vysokej korozívnou účinnosťou. Stabilné koloidné častice sa usadzujú veľmi pomaly, čo zvyšuje riziko upchávania potrubia a blokovania membrán. Okrem toho výroba polovodičov so širokou zakázanou pásmovou medzerou vyžaduje regenerovanú vodu ultra-vysokej čistoty, pričom normy kvality vody sú výrazne prísnejšie ako pri bežnej priemyselnej úprave odpadovej vody.
2. Bežné výzvy pre zákazníkov
Výrobcovia polovodičov SiC a GaN často čelia niekoľkým výzvam v oblasti úpravy odpadovej vody.
Ultra-jemné častice SiC a GaN je ťažké odstrániť bežným usadzovaním, čo má za následok hromadenie kalu, upchávanie zariadení, časté znečistenie membrán a drahé výpadky výroby. Vysokofluoridové odpadové vody vznikajúce počas procesov leptania je ťažké spracovať konzistentne, čo komplikuje dodržiavanie stále prísnejších environmentálnych noriem pre vypúšťanie.
Výrobný proces navyše generuje striedavé kyslé a zásadité odpadové vodné prúdy s vysokou korozívnosťou, čo vyžaduje špeciálne koróziou odolné zariadenia namiesto štandardných priemyselných systémov. Súčasne polovodičoví výrobcovia vyžadujú extrémne vysoké miery recirkulácie ultracistej vody, pričom bežné technológie úpravy vody často nedosahujú požadovanú kvalitu vody, čo vedie k nadmernému spotrebovaniu čerstvej vody a vyšším prevádzkovým nákladom.
Okrem toho moderné polovodičové výrobné závody zvyčajne disponujú obmedzeným inštalačným priestorom a rýchlo sa vyvíjajúcimi výrobnými linkami, čo komplikuje rozšírenie alebo modernizáciu konvenčných veľkorozmerných systémov na úpravu odpadových vôd. V dôsledku toho stúpa dopyt po kompaktných, modulárnych a úplne prispôsobených systémoch na úpravu odpadových vôd, ktoré sú špeciálne navrhnuté pre vysokopresnú výrobu polovodičov.
3. Technologický proces a konfigurácia základných zariadení
Na zvládnutie vysokého obsahu fluóru, ultrajemných častíc a korozívnych vlastností odpadových vôd z výroby SiC a GaN používame špeciálny postup úpravy pozostávajúci z nasledovných krokov:
Oddelené zhromažďovanie → Presné nastavenie pH a destabilizácia koloidov → Koagulácia a odstránenie fluóru → Jemná filtrácia → Pokročilá membránová úprava → Opätovné využitie ultracistej vody
Kyslé, zásadité, obsahujúce fluór a technologické odpadové vody sa zbierajú a vyrovnávajú oddelene, aby sa minimalizovali hydraulické kolísania a kolísania kvality vody. Presná regulácia pH destabilizuje koloidné častice, zatiaľ čo optimalizovaný systém koagulácie a usadzovania účinne odstraňuje suspendované tuhé látky a väčšinu fluóru.
Aktivovaný uhlíkový adsorpčný a presný filtračný systém odstraňuje stopové organické zlúčeniny a zvyškové kovové kontaminanty. Očistená voda potom prechádza cez ultrafiltračný (UF) systém a následne cez proti-usadzovací reverzný osmózny (RO) systém na hlboké odsoľovanie, čím sa získa voda vysokého stupňa čistoty vhodná na čistenie polovodičových platní a iné procesy výroby polovodičov.
Základné vybavenie pozostáva z:
- Koróziou odolné vyrovnávacie nádrže a systémy úpravy pH
- Reaktory s vysokou účinnosťou na odstraňovanie fluóru a rozrušovanie koloidov
- Plne automatické systémy na zmäkčovanie vody
- Proti-usadzovacie membránové filtračné systémy
- Inteligentné systémy dávkovania chemikálií
- Vysokopresné online prístroje na monitorovanie kvality vody
4. Výhody riešenia
Toto riešenie je špeciálne navrhnuté pre výrobu polovodičov tretej generácie z karbidu kremíka (SiC) a nitrilu galia (GaN) a účinne rieši tri kľúčové výzvy priemyslu: odstránenie ultrajemných častíc, kontrolu fluoridov a odolnosť voči korózii.
Ošetrená voda trvale spĺňa požiadavky na opätovné použitie v rámci výroby aj environmentálne normy pre vypúšťanie. Možno navrhnúť prispôsobené nestandardné zariadenia, ktoré sa hodia do kompaktných výrobných priestorov a extrémne korozívnych prevádzkových prostredí; tieto zariadenia majú posilnené protikorózne konštrukcie, protiupchávacie prietokové kanály a modulárny kompaktný dizajn prispôsobený potrebám polovodičových závodov.
Všetky základné elektrické riadiace systémy, mechanické zariadenia a komponenty na úpravu vody sú vyrobené v súlade s medzinárodnými štandardmi CE, UL a ISO, čo zaručuje vynikajúcu bezpečnosť, spoľahlivosť a dodržiavanie predpisov pre náročné polovodičové aplikácie.
Systém ponúka vynikajúcu odolnosť voči kolísaniu kvality vody, čím výrazne znižuje zaštiepovanie membrán, frekvenciu údržby a výpadky prevádzky. Miera opätovného použitia vody môže presiahnuť 95 %, čo výrazne zníži spotrebu sladkej vody a celkové prevádzkové náklady.
Jeho modulárny, priestorovo úsporný dizajn umožňuje flexibilné rozširovanie kapacity, zatiaľ čo plne automatické inteligentné riadenie zabezpečuje stabilný chod pre nepretržitú výrobu polovodičov s vysokou presnosťou.
5. Referenčné projekty a podporná dokumentácia
Úspešne sme dodali systémy na čistenie odpadových vôd pre výrobné zariadenia polovodičových dosiek z karbidu kremíka (SiC) a nitridera galia (GaN), vrátane referenčnej výrobnej prevádzky širokopásmových polovodičov s kapacitou čistenia 900 m³/deň.
Systém fungoval spoľahlivo, účinne odstraňoval hromadenie častíc, stabilizoval odstraňovanie fluóru a trvalo vyrábal regenerovanú vodu, ktorá spĺňa požiadavky na opätovné použitie ultracistej vody pre polovodičové aplikácie.
Podporná dokumentácia zahŕňa:
- Vlastnícke procesné patenty
- Certifikáty CE, UL a ISO
- Správy o testovaní kvality vody od nezávislých subjektov
- Dokumentácia prijatia projektu
- Referenčné projekty od vedúcich výrobcov polovodičov
6. Rozsah služby a proces spolupráce
Poskytujeme komplexné EPC kompletné riešenia na čistenie odpadových vôd pre výrobcov polovodičov tretej generácie, vrátane prieskumu miesta, analýzy kvality vody, prispôsobenej technologickej inžinierky, výroby netypického vybavenia, inštalácie, uvedenia do prevádzky, služieb prevádzky a údržby, modernizácií systémov a dodávky spotrebného materiálu po celú dobu životnosti.
Štandardný spolupracovný proces
- Prieskum miesta a odber odpadových vôd s komplexnou analýzou kvality vody
- Prispôsobený návrh technologického procesu a zariadení na základe podmienok výroby
- Výroba zariadení a stavebné práce na mieste po potvrdení zmluvy
- Inštalácia, uvádzanie do prevádzky a integrovaný skúšobný chod až do dosiahnutia stabilnej zhody s požiadavkami
- Podpora pri prijímaní projektu a školenie obsluhy
- Dlhodobá preventívna údržba, technická podpora, optimalizácia systému a služby aktualizácií
EN
