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半导体工业用什么空气过滤器?

2021-08-04

粘在集成电路上的灰尘可能会导致断路和短路,灰尘直接影响产品的成品率。如今,半导体工业(芯片厂)对生产环境的空气清洁度非常挑剔,对空气过滤器的要求也最高。芯片集成度的指标之一是线宽,即线路上的线宽。在微米计算线宽的时代,人们说制造环境对灰尘粒径的限制小于线宽的1/10。随着线宽的不断缩小,1/10的意思变成了1/4和1/2。2002年,普通微机P4处理器的线宽缩小到0.13毫米。此时,任何灰尘都可能损坏电路,传统的粒径和线宽比较已经过时。
 
传统的芯片厂通风形式是大循环,整个车间的天花板都布满了高效率的过滤器,整个地面都是回风栅板。目前,一些芯片厂使用自带风扇的过滤装置,即FFU。大循环和FFU可以达到足够的清洁度,但运行管理和能耗不同。无论是普通高效过滤器还是FFU,出厂前都要逐一扫描测试。目前国内没有扫描测试方法标准,能挤进芯片厂的过滤器厂家按照欧美标准扫描测试过滤器。芯片厂的人认为,传统检测方法中使用的测试灰尘本身就是污染源,所以芯片厂不买钠焰法和DOP法的账。空气中的盐粒是所有电子工业的敌人,但空气中的盐粒比较大,普通过滤器可以过滤掉。有人说搞电子工业的理想场所应该远离海岸,可以沿海地区经济发达。芯片厂建在过滤器上花了很多钱。
 
20世纪90年代初,国外就高效过滤器玻璃纤维滤纸的含硼问题争吵了一段时间。后来,过滤器的微量挥发元素成为芯片厂关注的焦点。近年来,聚四氟乙烯纤维高效过滤材料出现在国外。这种材料没有挥发性物质,但它是带静电的驻极体,减少了隐患,增加了麻烦。过滤后的空气应通过电中和去除空气中的离子。目前,这种材料的价格很高,大多数过滤器仍然使用玻璃纤维滤纸。过滤器上可能的微量挥发元素主要来自粘合剂和清洗剂,为芯片厂供应的过滤器制造商应该在这上下功夫。
 
今天的过滤技术可以把洁净室的粉尘浓度降到几乎为零,你可以做到更干净。当芯片上的线宽小于0.5毫米时,人们发现空气中的化学污染物已经成为影响成品率的主要危害。因此,化学过滤器一般配置在线宽度小于0.5毫米的芯片厂空调系统中。化学过滤器的原理和制造工艺并不复杂,即活性炭过滤器,但传统的活性炭过滤器制造商和军事工厂没有搭上芯片厂的班车,芯片厂的化学过滤器大多由空调过滤器制造商提供。
 
化学物质的来源可能是:室外空气,工艺本身,人,装修材料。大多数情况下,设计师和现场工作人员也无法区分污染物的种类和浓度,因此,提供给他们的化学过滤器至少应该具备两个特点:广谱吸附性,充足的活性炭材料。所谓广谱吸附,就是对任何东西都能吸附多少,具有这一功能的是最普通、最便宜的颗粒活性炭。若能确定污染物的种类,则可对活性炭材料进行有针对性的化学处理,以提高其吸附能力。
 
过滤器供应商有时需要提供相应的现场检测服务,帮助用户确定化学过滤器的使用情况,这就要求供应商中有从事化学过滤的专家,与知名化学实验室密切相关。可惜国内过滤器厂家很少在那里下功夫,所以国内芯片厂目前使用的大部分化学过滤器都是进口产品。半导体行业不是人们普遍认为的无烟行业,也有环境问题。那里经常使用最新的工艺和材料,有些化学品在其安全性评估前已经大量使用,一不小心就会造成严重的化学污染。既有地下水污染,也有空气污染,硅谷就为此付出了惊人的代价。
 
为了保险,一些企业也在排气系统中使用化学过滤器。中国正处于新一轮芯片厂建设的热潮中。因此,未来几年,中国需要数亿元的高效过滤器和化学过滤器。如果国内过滤器商家像以前一样只热衷于抄袭、猜疑、在各地忙碌,不在技术上进取,不互相交流,芯片厂这个难得的市场将属于外国人。
 


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