革命性纳米纤维高效滤材助力半导体洁净室领域节能技术应用
来源: | 富瑞邦chemical-101 | 发布时间: 2023-05-16 | 62 次浏览 | 分享到:
洁净室是指空气悬浮粒子浓度受控的房间,其建造和使用应减少室内诱入、产生及滞留粒子,并对室内其他有关参数如温度、湿度、压力等按要求进行控制。洁净室工程是半导体集成电路制造环节中重要的一环,直接决定了最终产品的成败。从1990年代开始至今,半导体技术飞速发展,精度不断提高,对生产环境的洁净度提出了新的要求,洁净技术开始腾飞。作为半导体产业必需的洁净环境提供者,洁净室空气净化也将迎来新一轮的成长与爆发。

一、半导体洁净室


      洁净室是指空气悬浮粒子浓度受控的房间,其建造和使用应减少室内诱入、产生及滞留粒子,并对室内其他有关参数如温度、湿度、压力等按要求进行控制。洁净室工程是半导体集成电路制造环节中重要的一环,直接决定了最终产品的成败。从1990年代开始至今,半导体技术飞速发展,精度不断提高,对生产环境的洁净度提出了新的要求,洁净技术开始腾飞。作为半导体产业必需的洁净环境提供者,洁净室空气净化也将迎来新一轮的成长与爆发。


典型的半导体工厂洁净室如下图所示


 

      依据功能划分,洁净室可分为上技术夹层、洁净工艺层、下技术夹层三个主要区域。为了保证半导体尖端工艺所需的洁净度,在上技术夹层与洁净工艺层之间、洁净室关键机台内,均装有由风机过滤单元(FFU/EFU)、高效/超高效过滤器(HEPA/ULPA)及化学过滤器所构成的高过滤精度空气净化循环设备,以确保半导体制程工艺所需的超高洁净度与超低气态分子污染物浓度。


二、高效/超高效过滤器


      高效/超高效过滤器是保证洁净室洁净度的“心脏”。随着技术的不断进步,高效过滤器在结构上经历了从有隔板过滤器向无隔板密褶式的转变,随着结构的改变,也带来了效率的大幅度提升,目前半导体洁净室最高等级的超高效过滤器可以达到U17(99.999995%@0.1~0.2μm)的过滤效率。除了结构形式上的转变,高效/超高效过滤器的核心过滤材料也在不断创新。超细玻璃纤维滤纸是最传统的高效/超高效过滤器滤材,具有效率范围广、容尘量高、使用寿命长、阻燃性好的优点。但同时也有阻力高、脆性大、不耐湿、释气(Outgassing)高、无法降解的缺点。PTFE滤料的诞生,一定程度上弥补了玻纤滤料的不足,它具有阻力低、韧性好、释气(Outgassing)低等诸多优点,但也有自身的不足。由于PTFE滤料属于膜过滤,因此阻力上升较快,且不阻燃。超细玻璃纤维与PTFE滤材的性能对比如下所示。



      嘉兴富瑞邦新材料科技有限公司始终专注于纳米纤维材料的开发及规模化生产技术研发,开发的新型高效纳米纤维空气净化滤材相比玻纤滤材,阻力降低了30%以上,并且加载A2灰时阻力上升速度更慢,同时容尘量也提高了30%(注:容尘量采用0.3微米NaCl测试,测试终阻力为2倍初始阻力),可替代传统玻纤滤材,助力半导体洁净室领域节能技术应用,成为空气净化行业的革命性技术。


三、高效纳米纤维过滤器优势分析


在洁净室领域,高效纳米纤维过滤器与传统的玻纤过滤器相比,具有以下优势:


1)更高的过滤效率:高效纳米纤维过滤器的纤维直径通常在100纳米,比传统过滤介质更细,可以有效地过滤掉更小的微粒和细菌等微生物,因此具有更高的过滤精度和过滤效率。


2)更低的阻力:纳米纤维过滤器所用滤材的纤维直径更细,可以形成更多的气孔,具有更高的孔隙率,从而减小空气流动时的阻力,阻力低的高效过滤器可以确保洁净室内的空气流动速度保持在最佳水平,同时保证室内空气的净化效果。


3)更长的使用寿命:纳米纤维过滤器的纤维间距小、结构稳定,滤材拉伸强度高,不容易损坏和磨损,同时因为纳米纤维过滤器阻力更低,阻力上升速度慢,达到相同的终阻力时,纳米纤维过滤器需更长的时间,可减少更换和维护的次数,拥有更长的使用寿命。


4)提高洁净室生产效率:洁净室中的一些生产工艺需要在特定的温度和湿度条件下进行,如半导体加工、涂装处理等。如果温度或湿度不稳定,会影响到生产效率和工艺精度,进而导致产品的性能和质量问题。保持洁净室内的稳定温度和湿度可以降低产品中含水量的变化,提高产品的稳定性和可靠性。而阻力低的纳米纤维过滤器可以提高空气流动速度,有助于保持洁净室内的稳定温度和湿度,从而提高洁净室的生产效率和产品质量。


5)更小的系统噪音:在相同风速下,高效低阻纳米纤维过滤器所需的风量更小,噪音也更小,降低噪音对工作人员身体损害。


6)降低能耗和生产成本:纳米纤维过滤器阻力更低,所需的风量更小,低阻力的过滤器能减少风机的工作负荷,降低噪音和能耗,减少能源费用;同时由于其寿命更长,可减少更换和维护的次数,也就减少了更换过滤器的成本;保证了生产效率和产品质量,降低企业生产成本。


综上所述,高效低阻纳米纤维过滤器可以保证洁净室正常运行,节约能源并延长过滤器使用寿命,同时有助于提高洁净室生产效率和产品质量,这些优势使其成为洁净室中理想的过滤器选择,是洁净室的重要组成部分。