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如何为洁净室选择空气过滤器

阅读:455        发布时间:2024/4/2
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01 背景
 

 

 
  随着芯片向更小的线宽迁移,元器件对污染和缺陷的敏感性变得更强。与此同时,我们知道从沙子到芯片,要在工厂经过100多道历时1个多月的不同工序。在工厂环境中,任何一环带入污染物都会对晶圆造成不可逆转的损伤。在污染控制方面,未来几年半导体制造业将面临多重挑战

02 FFU
 

洁净车间净化系统循环图

 
  对环境污染特别敏感的行业,生产大多在洁净室内完成,例如半导体生产、生化技术、生物技术、精密机械、制药、和医院内的手术室等。其中以半导体业其对室内之温湿度、洁净度要求尤其严格、故其必需控制在某一个需求范围内,才不会对制程产生影响。
 
  洁净室的污染源有灰尘,空气传播的微生物,悬浮颗粒,和化学挥发性气体等,由外部流入和内部产生两个途径进入车间空气中。

洁净车间污染来源

 
  风机过滤单元(FFU)是指洁净室环境中的关键组件,旨在保持受控和无污染的气氛。FFU通常由风扇、电机和高效微粒空气(HEPA)或超低渗透空气(ULPA)过滤器组成。这些装置在确保去除空气中的颗粒和在受控环境中保持所需的清洁度水平方面发挥着关键作用。
 
  FFU旨在保护敏感器件在制造过程中的稳定性,即使是微小的污染物也会影响产品质量和产量。随着技术进步不断推动对清洁生产空间的需求,FFU市场已经成为优先考虑精度和遵守严格清洁标准的行业不可或缺的一部分。
 
  空气过滤器的过滤机理主要包含:惯性原理,扩散原理,拦截原理,筛效应原理,吸附原理,针对不同径粒的污染物,主要发挥作用的模式不同。

过滤机理

 
  较大的灰尘粒子在气流中做惯性运动。当气流绕过纤维时,惯性大的粒子来不及绕过而直接撞到纤维上灰尘越大,惯性力越强撞击纤维的可能性越大,过滤效果越好。
 
  小于1μm的灰尘粒子不随气流运动,而是因空气分子的撞击做无规则运动,称为“布朗扩散运动”。如果撞在过滤器纤维上就被捕获粒子越小,扩散运动越剧烈,撞击纤维的机会越多,过滤效果越好。
 
  所以,相比较而言直径为0.1-0.3微米的颗粒物反而成了高效过滤器的去除难点。人们普遍认为0.3μm的颗粒物是最难过滤的,所以HEPA等级划分的依据就变成了对0.3μm的过滤效率。
 
  欧洲规定,只要对0.3μm颗粒物的净化效率超过85%的,就可认证为HEPA滤网。

不同径粒拦截方式

 
  空气过滤器的性能指标
 
  空气过滤器的性能指标包括:1.额定风量(额定风量是指过滤元件试验选用的空气体积流量);
 
  2.阻力;
 
  3.效率(过滤器捕集粉尘的量与未过滤空气中的粉尘量之比定义为“过滤效率“);
 
  4. 容尘量(容尘量是在特定试验条件下,过滤器容纳特定试验粉尘的重量)。
 
  我们重点来对阻力展开说明。
 
  阻力是指流体通过过滤器在上下游间产生的压差,行业内通常分初阻力和终阻力,其中,初阻力是指过滤器在使用前的初始阻力,终阻力是过滤器达到使用限值时的阻力。一般选取终阻力为初阻力的2~4倍
 
  降低阻力,可以提高过滤效率,增加空气过滤器的使用寿命,降低生产成本。降低阻力的方法有:选择低阻力的滤材、优化生产工艺、降低流体穿过滤材的速度以及增加过滤面积。
 
  有研究证明,过滤面积增加50%过滤器的使用寿命会延长70%~80%,面积增加1倍,过滤器的使用寿命是原来的近3倍

不同面积阻力增加速度

 
03 如何选择空气过滤器
 

多种多样的空气过滤器

 
  空气过滤器款式非常多样化,洁净车间在选择空气过滤器时往往需要根据实际需求对空气过滤器的滤材、框架材料、密封材料上都需要进行严谨的选配。

空气过滤器选择逻辑

 
  Darlly为先进制程车间洁净室提供多款初中高效空气过滤器,滤材可选玻璃纤维、化学纤维(如如PP、PP/PET复合材料、PTFE)等等。
 
  同时,Darlly强大的产品研发团队可根据您现有或即将安装的的FFU,为您定制您任何所需要的初中高效过滤器,任意框材、膜材、尺寸可选。

新品开发流程

 
04 总结
 
  在各类泛半导体洁净室中,对于悬浮颗粒物和气态污染物的控制要求都是极其严格的。需要可靠的空气过滤系统来保证室内空气洁净度,空气过滤器的性能直接决定空气污染物的去除效率。Darlly大立为半导体洁净车间提供具价值的过滤解决方案,可以有效过滤杂质污染,满足生产要求。

Darlly超级工厂

 
  杭州大立过滤设备有限公司,成立于1996年,国家高新技术企业,面向全球客户提供整体过滤解决方案,设计和供应多种材质的折叠膜滤芯、囊式过滤器、特用材质滤芯、过滤器及系统,产品应用覆盖生命科学、食品饮料、微电子、工业和水处理等行业。

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