Ali stopnja onesnaženosti smole PFA z delci vpliva na delovanje grelnika v -vodi z visoko čistostjo DI?

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) PFA visoke čistosti je mogoče proizvesti z nadaljnjim filtriranjem in ekstrudiranjem v čistih prostorih.<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.

Viri in učinki kontaminacije z delci
Pri proizvodnji se delci v smolo PFA vnesejo iz treh virov: ostankov katalizatorja (kromove, aluminijeve spojine), saj iz obarvanih razredov in pokvarjenega polimera (oligomerov). Med ekstrudiranjem grelnika se nekateri delci vgradijo v steno PFA, nekateri pa so izpostavljeni na površini. Pri DI vodni storitvi sta prisotna dva mehanizma sproščanja: (1) neposredno odvajanje: delci, ki so ohlapno pritrjeni na površino, se sprostijo v vodo; (2) izpiranje: voda difundira v PFA, prenaša oligomere in ostanke katalizatorja na površino.

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) v 1.000 L rezervoarju za vodo DI v 1.000 urah. To poveča število delcev s skoraj-nič na 100-1000 delcev/ml – nesprejemljivo za kopeli za izpiranje polprevodnikov (normalna meja<50 particles/mL >0,05 µm). Sprostitve PFA ultra{2}}visoke{3}}čistosti<10³ particles throughout the same period-negligible

Stopnje kontaminacije z delci glede na stopnjo PFA
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? Aplikacije
Industrijsko/standardno 10.000–100.000 Kemična predelava, obdelava odpadkov 100 do 1.000 Standardna tovarniška št.
Visoka čistost 1.000–10.000 Čista soba (razred 10.000) 10–100 Obrobno (samo kratkotrajno) Farmacevtska hrana
Izjemno-visoka-čistost (UHP) 100–1000 Čiste sobe (razred 100) 1–10 Da (z nadzorom) Polprevodniški mokri prostori
UHP, razred-polprevodnik<100 Cleanroom (Class 10) 0.1-1 Yes (long-term) Critical wafer rinse
Elektro{0}}razred UHP<10 Cleanroom (Class 1) <0.1 Yes (best-in-class) Extreme UV lithography, sophisticated nodes
Terenski dokazi iz proizvodnje polprevodnikov
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). Oblati, očiščeni s to vodo, so pokazali površinske napake, ki so jih povzročile onesnaženost z delci. Tovarna je spremenila grelnike v UHP razred PFA (število delcev < 500 na cm3). Upornost je bila obnovljena na 18 MΩ·cm, število delcev je bilo manj kot 10 delcev/mL in napake na rezinah so bile odpravljene. Razlika v stroških med običajnimi grelniki in grelniki UHP je bila 300 na grelnik (1000 v primerjavi z . 700), vendar je strošek serij rezin (700) povzročil potrebo po UHP (50 000 na dogodek).

Površinski delci in poslabšanje delovanja
Tudi če se delci ne razlijejo v vodo, tisti, ki so vdelani v površino PFA, povzročajo tri težave pri delovanju:

Nukleacija za rast bakterij: Bakterije se oprimejo površinskih nepravilnosti v topli DI vodi (70-80 stopinj). Delci postanejo sidrišča, biofilm se razvije hitreje in prenos toplote postane slabši.

Nukleacija za odlaganje vodnega kamna: delci silicijevega dioksida (običajni v DI vodi iz steklenih rezervoarjev) se prilepijo na površinske delce in tvorijo trd kamen, ki izolira grelec.

Povečanje površinske hrapavosti: vdelani delci tvorijo mikro-izbokline (Ra se poveča z 0,2 µm na 0,5–1,0 µm) Hrapave površine zadržujejo mehurčke in ustvarjajo vroče točke, kar povzroči pogostejše čiščenje (glejte člen št. 91).

Za visoko{0}}čiste sisteme DI stopnja kontaminacije z delci smole PFA ni samo specifikacija materiala, je specifikacija učinkovitosti procesa.

Preverjanje in specifikacija
Pri naročanju grelnikov PFA za visokokakovostno oskrbo z vodo DI navedite:

Število delcev: največje število delcev na cm³ smole, ocenjeno z analizo dinamične slike (DIA) ali zatemnitvijo svetlobe (ASTM F658).<1,000 particles >0,2 µm za UHP,<100 for critical.

Kovine, ki jih je mogoče ekstrahirati: ICP-MS po 48-urnem izpiranju v DI vodi pri 80 stopinjah. Fe, Cr, Ni, Cu, Zn<1 ppb each.

TOC izlužki: Skupni organski ogljik po istem izpiranju Manj kot 0,1 mg/L.

Površinska hrapavost Ra<0.3 µm after extruding.

Proizvodno okolje: Ekstrudiranje mora biti opravljeno v čisti -prostori (razred 100 ali višji).

Za obstoječe grelnike izmerite število delcev DI vode pred in za grelnikom. Velik porast kaže na odpadanje delcev.

Zaključek DI Kakovost vode pod vplivom kontaminacije z delci
Stopnja kontaminacije z delci smole PFA neposredno vpliva na delovanje grelnika v visoko{0}}čisti DI vodi. Standardni industrijski PFA (10.000-100.000 delcev/cm^3) sprosti dovolj delcev, da poškoduje kakovost vode 18 MΩ*cm DI, kar povzroči napake na rezinah in nižjo upornost. Polprevodniške mokre mize in drugi pomembni sistemi DI zahtevajo PFA ultra-visoke-čistosti (manj kot 1000 delcev/cm³). Standardni PFA je primeren za nekritične DI (npr. pranje laboratorija, hladilni stolpi). Stroškovna premija UHP PFA (30-100 %) je upravičena s stroški kontaminiranih incidentov. Nevidni delci so vzrok očitnih napak v DI vodi. Določite čistost, zagotovite čistočo, zaščitite svoje blago. Kopel se morda zdi čista, vendar delci pripovedujejo pravo zgodbo. Izmeri njihove mere. Poimenuj jih. Spravi jih pod nadzor