ترشيح الخراطيش المطوية والمرشحات الكبسولية في تصنيع الإلكترونيات

01 / 07

لماذا تؤثر نظافة السوائل في مردود الإنتاج

في أشباه الموصلات ، وأجهزة الاستشعار ، والعرض ، والأدوات البصرية ، وإنتاج المعدات الدقيقة ، يمكن أن يكون الجسيم غير المؤذي في خط المرافق كارثيًا على سطح منقوش. يمكن للمواد الصلبة المودعة أن تربط الموصلات ، أو تمنع قناة صغيرة ، أو تخدش رقاقة ، أو تبعثر الضوء أو تخلق نقطة ضعف في الطلاء. وبالتالي فإن الهدف العملي ليس مجرد جعل السائل يبدو واضحًا. هو منع مجموعة الجسيمات المحددة في ذلك السائل من الوصول إلى المنتج أو الأداة الحساسة.

توفر خراطيش الترشيح المطوية مساحة ترشيح كبيرة ضمن مبيت مدمج، وتُستخدم عادةً في معالجة السوائل المستمرة أو على دفعات. ويجمع المرشح الكبسولي عنصر الترشيح ومبيته في وحدة مغلقة أحادية الاستخدام، ما يجعله مناسبًا لنقطة الاستخدام والدفعات الصغيرة وأخذ العينات والتطبيقات التي تتطلب تبديلًا نظيفًا. ولا يزيل أي من الشكلين جميع الملوثات الذائبة؛ لذلك يجب مواءمة كيمياء الغشاء ودرجة الاحتجاز ومستوى النظافة والمواد القابلة للاستخلاص ومعدل التدفق والضغط مع ظروف العملية.

02 / 07

المياه فائقة النقاء وتيارات الشطف الدقيق

يمكن أن تحمل المياه فائقة النقاء الغرويات السيليكا ، جزيئات تآكل الحديد ، شظايا البوليمر ، غرامات راتنج التبادل الأيوني ، غرامات الكربون ، نطاق الأنابيب والشظايا البيولوجية. كما ترصد عمليات أشباه الموصلات المتقدمة سلائف الجسيمات: الأنواع الذائبة أو الغروية التي يمكن أن تشكل جزيئات عندما يجف الماء على رقاقة. يلاحظ SEMI أن المواد العضوية عالية الوزن الجزيئي والأنواع السيليكية قد تتصرف بهذه الطريقة ، في حين أن العدادات البصرية التقليدية تواجه صعوبة في أصغر الأبعاد. هذا هو السبب في أن الترشيح النهائي لنقطة الاستخدام يقترن بتنقية المياه في المنبع ومراقبة الجسيمات بدلاً من معاملته كعلاج مستقل. [1]

صعوبة الإنتاج الشائعة هي "تصفية نظيفة ، بداية قذرة". قد يفي المرشح بهدف الاحتفاظ به ولكنه يطلق حطام التصنيع أو يتطلب شطفًا طويلًا قبل أن يستقر عدد الجسيمات. وبالتالي فإن النظافة الأولية وحجم الشطف والمواد القابلة للاستخراج المنخفضة لا تقل أهمية عن حجم المسام الاسمي. بالنسبة للأدوات عالية النقاء ، يجب على المرشح أيضًا تحمل التعقيم وتجنب إضافة أيونات أو مستخلصات عضوية.

03 / 07

المواد الكيميائية الرطبة والمقاومات الضوئية والطلاءات البصرية

ويمكن للأحماض والقواعد والمذيبات ومحاليل الإظهار ومواد مقاومة الضوء والسوائل ذات الطلاء البصري أن تحتوي على مخلفات التغليف وجزيئات الأسطوانة أو الحمل والأملاح المترسبة والقشور المبلمرة والأغشية الرقيقة والألياف وشظايا اللدائن المرنة وأكاسيد المعادن الجسيمية. في المواد الكيميائية الضوئية، والمواد الهلامية والراتنج بلمرة جزئيا يمكن أن تخلق خطوط طلاء، ثقوب أو عيوب نمط. في الأحماض والمذيبات العدوانية، والتوافق هو التحدي المركزي: غشاء غير مناسب، طبقة الدعم، ختم أو مبيت المرشح أن أن تنتفخ، تسليط، تسرب أو تفقد الاحتفاظ. يجب اختيار الوسائط المحبة للماء أو الكارهة للماء ، ومواد بناء الفلوروبوليمر ومواد الختم من البيانات الكيميائية والحرارة الفعلية. [2]

يجب أن يتم تنظيم المرشحات. يلتقط المرشح المسبق الواقي أليافًا أكبر وشظايا هلام أكبر ؛ يعالج غشاء نقطة الاستخدام الأدق نطاق الجسيمات الحرجة. غالبًا ما يؤدي تثبيت مرشح نهائي فائق الدقة فقط على سائل عالي الجل إلى ارتفاع سريع في الضغط وعمر خدمة قصير وتدفق غير مستقر.

04 / 07

سوائل الصقل الميكانيكي الكيميائي (CMP): إزالة العيوب دون الإخلال بالعملية

يحتوي معلّق الصقل الكيميائي الميكانيكي (CMP) عمدًا على جسيمات كاشطة وظيفية من السيليكا أو السيريا أو الألومينا. أما الجزء غير المرغوب فيه فيشمل التكتلات كبيرة الحجم، وقشور المعلّق الجافة، والألياف الدخيلة، وحطام الخزان والمواد الهلامية المتصلبة. وقد تسبب التكتلات الواقعة خارج توزيع الجسيمات المستهدف خدوشًا دقيقة، بينما يمكن للترشيح الأدق من اللازم أو الامتزاز أن يزيل المواد الكاشطة أو يغيّر كيمياء المعلّق. لذا تتمثل مهمة الترشيح في خفض عدد الجسيمات كبيرة الحجم مع الحفاظ على السلوك المقصود للمعلّق. [3]

هذا التيار يعاقب أيضا سوء تصميم النظام. تسمح مناطق التدفق المنخفض بالتسوية ؛ يمكن لقص المضخة أن يخلق أو يكسر التكتلات ؛ إعادة تدوير مرارا وتكرارا تحميل نفس المرشح. يجب أن يقارن الاختبار بين الضغط التفاضلي وعدد الجسيمات الكبيرة وأداء التلميع خلال وقت إعادة التدوير الواقعي.

05 / 07

سوائل التبريد والقطع والتجميع

تلتقط دوائر تبريد المعدات الدقيقة وسوائل التنظيف المائية الصدأ وأكسيد النحاس وبلورات كربونات الكالسيوم ودقائق التشغيل وشظايا موانع التسرب والغبار وأجزاء الأغشية الحيوية. وقد تسد هذه الجسيمات القنوات الضيقة، وتلوّث المبادلات الحرارية، وتخدش أختام المضخات أو تترسب مجددًا على المكونات. وتُستخدم الخراطيش المطوية عادةً للحماية في مسار جانبي أو بكامل التدفق، بينما تحمي المرشحات الكبسولية الصغيرة خطوط الجرعات والمحللات ونقاط الشطف النهائية. أما العسر الذائب والتلوث الأيوني والنمو الميكروبي فتتطلب تحكمًا كيميائيًا أو تبادلًا أيونيًا أو معالجة بالأشعة فوق البنفسجية أو عمليات مناسبة أخرى؛ ولا يعالجها ترشيح الجسيمات وحده.

06 / 07

مبدأ الاختيار: تحديد العيب قبل تحديد دقة الترشيح

تبدأ المواصفات التي يمكن الدفاع عنها بالفحص المجهري أو عد الجسيمات أو تحليل الفشل: ما الذي يتكون منه الجسيم؟ أين يتم توليدها؟ ما هو الحجم الذي يسبب العيب؟ هل السائل مائي أو مذيب أو حمضي أو جلخ؟ تحدد الإجابات ما إذا كان المرشح المسبق للعمق أو خرطوشة الغشاء المطوي أو الكبسولة المغلقة مناسبًا. يستخدم توجيه UPW دون 15 نانومتر SEMI حتى تحديات السيليكا الغروية ويأخذ في الاعتبار كل من الاحتفاظ والمساهمة الأولية للجسيمات للمرشح. يوضح ذلك القاعدة الأكبر: تسمية حجم المسام ليست مطالبة أداء كاملة. [4]

07 / 07

الخلاصة

الترشيح الفعّال في تصنيع الإلكترونيات هو سلسلة متكاملة للتحكم في التلوث. ففي المياه فائقة النقاء يدير الغرويات ودقائق الراتنج ونواتج التآكل؛ وفي المواد الكيميائية الضوئية يستهدف الجسيمات والمواد الهلامية؛ وفي عمليات CMP يزيل التكتلات كبيرة الحجم دون الإضرار بالمعلّق؛ وفي سوائل المعدات يحمي الممرات الضيقة من القشور وحطام البلى. وأفضل خرطوشة مطوية أو مرشح كبسولي هو ما يتم التحقق من أدائه باستخدام السائل الفعلي والعيب المستهدف ودورة التشغيل الحقيقية، لا ما يحمل أصغر تصنيف ميكروني فحسب.