در رقابت شدید جهانی صنعت نیمه هادی به سوی فرآیندهای{0}دقت بالاتر، مدیریت و استفاده از منابع آب به شاخص های کلیدی برای سنجش رقابت محوری یک شرکت تبدیل می شوند. تولید تراشه، یک صنعت بسیار فشرده-آب، نه تنها به مقادیر انبوه آب فوق خالص برای تمیز کردن ویفر نیاز دارد، بلکه حجم زیادی از فاضلاب صنعتی پیچیده و دشوار را تولید میکند. خلوص آب مستقیماً بر عملکرد تراشه تأثیر میگذارد، در حالی که مصرف آب به یک گلوگاه تبدیل میشود که گسترش ظرفیت تولید را محدود میکند. در مقابل این پسزمینه، یک فناوری نوآورانه نقش دوگانه ضروری را در سیستمهای چرخه آب کارخانههای تراشه ایفا میکند و از مزایای منحصربهفرد آن برای ارائه پشتیبانی قوی برای توسعه پایدار صنعت استفاده میکند.
►-تصفیه نهایی: «نگهبان» کیفیت آب فوقالعاده
◄ چالش و نوآوری
در تولید نیمه هادی، سیستم تصفیه آب Ultrapure "خط حیات" است که عملکرد خط تولید پایدار را تضمین می کند. فرآیندهای سنتی پیش تصفیه آب فوق خالص، که اغلب بر روشهایی مانند فیلترسازی چند رسانهای تکیه میکنند، به طور فزایندهای محدودیتهایی را در حذف ذرات ریز و مواد کلوئیدی در هنگام مواجهه با نیازهای فرآیندی دقیقتر نشان میدهند، و در تلاش برای اطمینان از ایمنی طولانیمدت تجهیزات هسته پاییندست هستند.
◄ مزیت غشاهای سرامیکی
برای مقابله با این چالش، غشاهای سرامیکی پیشرفته برای فناوری پیش تصفیه RO پدید آمده است. غشاهای سرامیکی با استفاده از دقت بسیار بالای فیلتراسیون و پایداری شیمیایی استثنایی خود، می توانند به طور موثر جامدات معلق، کلوئیدها و مواد آلی ماکرومولکولی را در آب حفظ کنند. استفاده از آنها در مرحله پیش تصفیه نه تنها به طور قابل توجهی کیفیت آب تولید شده را بهبود می بخشد، بلکه مهمتر از آن، یک سد محافظ محکم برای مراحل بعدی ایجاد می کند.سیستم اسمز معکوس نیمه هادیو واحدهای الکترودیونیزاسیون (EDI). این به طور موثری از رسوب گیری و پوسته پوسته شدن غشاء جلوگیری می کند، فرکانس تمیز کردن و هزینه های جایگزینی اجزای اصلی را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد، و تضمین می کند که کل سیستم آب فوق خالص می تواند آب با کیفیت بالا را در درازمدت به طور پایدار تامین کند.
► برگشت-پایان گردش: «بازی-تغییرگر» در فلوراید-حاوی تصفیه فاضلاب
► فلوراید دردسرساز-حاوی فاضلاب
در پایان تولید، فرآیندهایی مانند پولیش مکانیکی شیمیایی (CMP) و اچینگ، حجم زیادی از-فلوراید با غلظت بالا-حاوی فاضلاب تولید میکنند. این نوع فاضلاب با اسیدیته/قلیایی قوی و ترکیب پیچیده مشخص می شود. روش های سنتی تصفیه فاضلاب نیمه هادی اغلب برای دستیابی به نتایج ایده آل با مشکل مواجه می شوند و هزینه های تصفیه بالاست. نحوه تصفیه فاضلاب حاوی فلوراید{6}}به طور موثر و اقتصادی در حین دستیابی به بازیابی منابع، به چالشی مبرم برای صنعت تبدیل شده است.
◄ محلول غشای سرامیکی
خواص ذاتی مواد غشایی سرامیکی-مقاومت در برابر اسیدها، قلیاها، دماهای بالا و استحکام مکانیکی بالا- باعث میشود که آنها مزایای بینظیری را هنگام تصفیه پسابهای صنعتی شدید نشان دهند. در جریان فرآیند استفاده مجدد از آب یک تراشه، استفاده از غشاهای سرامیکی برای جداسازی جامد-مایع میتواند ذرات معلق را از فلوریدهای محلول در فاضلاب جدا کند و به تصفیه و غلظت اولیه دست یابد. این مرحله نه تنها بار روی واحدهای تصفیه پیشرفته بعدی را تا حد زیادی کاهش می دهد، بلکه مهمتر از آن، شرایط بسیار مطلوبی را برای بازیابی فلوریدهای{5} با ارزش بالا (به عنوان مثال بازیابی فلوراید کلسیم از طریق کریستالیزاسیون) ایجاد می کند. استفاده از غشاهای سرامیکی برای فناوری استفاده مجدد از فاضلاب، تبدیل فاضلاب حاوی فلوراید- را از یک "مسئولیت زیست محیطی" به "منبع تجدیدپذیر" هدایت می کند.
► Dual-نیروی محرک: ساختن سیستم چرخه آب آینده برای چیپ فاب
یک سیستم مدیریت آب تراشه فاب آینده را متصور شوید: در قسمت جلویی، غشاهای سرامیکی به عنوان "نخستین خط دفاع" برای تولید آب فوقالعاده عمل میکنند و خلوص نهایی آب فرآیند را تضمین میکنند. در انتهای پشتی، آنها به "سر نیزه" برای تصفیه فاضلاب دشوار تبدیل می شوند و امکان بازیافت و بازسازی منابع آب را فراهم می کنند.
این استراتژی چرخه آب یکپارچه، بخش های تامین آب و تصفیه فاضلاب مستقل قبلی را از طریق غشاهای سرامیکی برای فناوری استفاده مجدد از فاضلاب به هم مرتبط می کند. بهبود کیفیت تولید آب{1} و افزایش بهره وری استفاده مجدد از پساب، یک حلقه بازخورد مثبت را تشکیل می دهد که در مجموع اتکای کارخانه به منابع آب شیرین را کاهش می دهد و به طور قابل توجهی تخلیه کل فاضلاب را کاهش می دهد. این مدل رانندگی دوگانه تجسمی از به حداکثر رساندن ارزش غشاهای سرامیکی برای استفاده مجدد از فاضلاب است. این نه تنها مزایای اقتصادی قابل توجهی را ارائه می دهد، بلکه با مقررات زیست محیطی جهانی به طور فزاینده سختگیرانه همسو می شود، که نشان دهنده یک انتخاب اجتناب ناپذیر برای صنعت نیمه هادی است که به سمت تولید سبز و توسعه پایدار حرکت می کند. همانطور کهغشاهای سرامیکی برای استفاده مجدد از فاضلابفناوری همچنان به رشد خود ادامه میدهد و مورد پذیرش قرار میگیرد، بدون شک تولیدکنندگان تراشههای جهانی را با مزیت منابع گرانبهایی در رقابت شدید بازار، توانمند میسازد.