Vai PFA sveķu daļiņu piesārņojuma līmenis ietekmē sildītāja veiktspēju augstas{0}}tīrības DI ūdenī?

In high purity deionised (DI) water systems used in the manufacturing of semiconductors, pharmaceuticals and power generation, even trace particle contamination in the manufacturing of PFA heaters can damage water quality. PFA resin contains small particles of carbon black, catalyst residues and low molecular weight oligomers that can leach or shed into the DI water. Standard industrial grade PFA may contain particle counts of 10000-100000 particles per cm3 (size >0,2 um) Augstas tīrības pakāpes PFA var ražot ar turpmāku filtrēšanu un tīras telpas ekstrūzijas palīdzību.<1,000 particles per cm³. For non-critical applications the distinction is insignificant. For the high purity DI water (resistivity of 18 MΩ•cm, used for wafer rinsing) the level of particle contamination from the PFA resin has a direct impact on heater performance in two ways: (1) particles shed into the water increase turbidity and reduce resistivity; (2) particles on the heater surface provide nucleation sites for bacterial growth and scale formation. Specify certified particle counted ultra high purity (UHP) PFA for critical DI systems.

Daļiņu piesārņojuma avoti un sekas
Ražošanā daļiņas PFA sveķos ievada trīs avoti: atlikušais katalizators (hroms, alumīnija savienojumi), ogle no krāsainām šķirnēm un bojāts polimērs (oligomēri). Sildītāja ekstrūzijas laikā dažas daļiņas iegulst PFA sienā un dažas tiek pakļautas virsmai. DI ūdens apkalpošanā ir divi atbrīvošanas mehānismi: (1) tieša izdalīšanās: daļiņas, kas ir brīvi piestiprinātas pie virsmas, tiek izlaistas ūdenī; (2) izskalošanās: ūdens izkliedējas PFA, transportējot oligomērus un katalizatora atliekas uz virsmu.

Effect on DI water quality: A 6 kW PFA heater (0.5 m² surface area, standard grade PFA) can discharge 10⁵–10⁶ particles (>0,1 µm) 1000 l DI ūdens tvertnē 1000 stundu laikā. Tas palielina daļiņu skaitu no gandrīz -nulles līdz 100-1000 daļiņām/ml — tas ir nepieņemami pusvadītāju skalošanas vannām (normāls ierobežojums<50 particles/mL >0,05 µm). Īpaši-augstas-tīrības pakāpes PFA izlaidumi<10³ particles throughout the same period-negligible

Daļiņu piesārņojuma līmeņi pēc PFA pakāpes
PFA Grade Number of Particles (>0.2 µm/cm3 resin)Manufacturing Environment Typical Release Rate (particles/cm2-hour) in DI water at 80C Acceptable for DI Resistivity >18 MOhm-cm? Lietojumprogrammas
Rūpnieciskā/standarta 10 000–100 000 Ķīmiskā apstrāde, atkritumu apstrāde 100 līdz 1 000 Standarta rūpnīcas Nr.
Augstas tīrības pakāpe 1000–10 000 Tīra telpa (10 000. klase) 10–100 Margināls (tikai īslaicīgs) Farmaceitiskā pārtika
Īpaši augstas
UHP, pusvadītāju{0}}pakāpe<100 Cleanroom (Class 10) 0.1-1 Yes (long-term) Critical wafer rinse
Elektronu{0}}pakāpes UHP<10 Cleanroom (Class 1) <0.1 Yes (best-in-class) Extreme UV lithography, sophisticated nodes
Pierādījumi no pusvadītāju ražošanas
An 18 MΩ·cm DI water recirculation loop (1,000 L, 80°C) in a semiconductor fab used standard grade PFA heaters. Within 500 hours, DI resistivity decreased to 15 MΩ·cm, particle counts increased to 200 particles/mL (>0,05 µm). Ar šo ūdeni tīrītajām vafelēm bija virsmas defekti, ko izraisīja daļiņu piesārņojums. Fab mainīja sildītājus uz UHP kvalitātes PFA (daļiņu skaits < 500 uz cm3). Pretestība tika atjaunota līdz 18 MΩ·cm, daļiņu skaits bija mazāks par 10 daļiņām/ml, un plāksnīšu defekti tika novērsti. Izmaksu atšķirība starp parastajiem un UHP sildītājiem bija 300 par vienu sildītāju (1000 pret{12}}), taču izmaksas par izmestajām vafeļu partijām (700) bija nepieciešamas UHP (50 000 vienam pasākumam).

Virsmas daļiņas un veiktspējas pasliktināšanās
Pat ja daļiņas neizplūst ūdenī, tās, kas iegultas PFA virsmā, rada trīs darbības problēmas:

Kodolēšana baktēriju augšanai: siltā DI ūdenī (70-80 grādi) baktērijas pielīp pie virsmas nepilnībām. Daļiņas kļūst par enkura punktiem, bioplēve attīstās ātrāk un pasliktinās siltuma pārnese.

Kodolēšana katlakmens nogulsnēšanai: Silīcija dioksīda daļiņas (bieži sastopamas DI ūdenī no stikla tvertnēm) pielīp pie virsmas daļiņām, veidojot cietu nogulsnēšanos, izolējot sildītāju.

Virsmas raupjuma palielināšanās: iegultās daļiņas veido mikro-izciļņus (Ra palielinās no 0,2 µm līdz 0,5–1,0 µm). Nelīdzenas virsmas saglabā burbuļus un rada karstus punktus, kā rezultātā notiek biežāka tīrīšana (skatiet 91. pantu).

Augstas-tīrības DI sistēmām PFA sveķu daļiņu piesārņojuma līmenis ir ne tikai materiāla specifikācija, bet arī procesa veiktspējas specifikācija.

Verifikācija un specifikācija
Pasūtot PFA sildītājus augstas kvalitātes DI ūdens pakalpojumam, norādiet:

Daļiņu skaits: maksimālais daļiņu skaits uz cm³ sveķu, kas novērtēts ar dinamisko attēla analīzi (DIA) vai gaismas aizsprostojumu (ASTM F658).<1,000 particles >0,2 µm UHP,<100 for critical.

Ekstrahējamie metāli: ICP-MS pēc 48 h izskalošanās DI ūdenī 80 grādu temperatūrā. Fe, Cr, Ni, Cu, Zn<1 ppb each.

TOC izskalojamās vielas: kopējais organiskais ogleklis pēc tās pašas izskalošanās Mazāk nekā 0,1 mg/L.

Virsmas raupjums Ra<0.3 µm after extruding.

Ražošanas vide: ekstrūzija ir veikta tīrā{0}}telpā (100. klase vai augstāka).

Esošajiem sildītājiem izmēra DI ūdens daļiņu skaitu pirms un lejpus sildītāja. Liels pieaugums liecina par daļiņu izdalīšanos.

Secinājums DI Ūdens kvalitāti ietekmē daļiņu piesārņojums
PFA sveķu daļiņu piesārņojuma līmenis tieši ietekmē sildītāja veiktspēju augstas -tīrības DI ūdenī. Standarta rūpnieciskais PFA (10 000-100 000 daļiņu/cm^3) izdala pietiekami daudz daļiņu, lai sabojātu 18 MΩ*cm DI ūdens kvalitāti, kas izraisa plāksnīšu defektus un zemāku pretestību. Pusvadītāju slapjiem soliem un citām svarīgām DI sistēmām ir nepieciešams īpaši -augstas-tīrības pakāpes PFA (mazāk nekā 1000 daļiņu/cm³). Standarta PFA ir piemērots nekritiskai DI (piemēram, laboratorijas mazgāšanai, dzesēšanas torņiem). UHP PFA izmaksu prēmija (30-100%) ir pamatota ar piesārņoto incidentu izmaksām. Neredzamās daļiņas ir acīmredzamu DI ūdens trūkumu cēlonis. Definējiet tīrību, nodrošiniet tīrību, aizsargājiet savas preces. Vanna var šķist tīra, bet daļiņas stāsta patieso stāstu. Veikt viņu mērījumus. Nosauc viņus. Savaldiet tos