洁净厂房用化学过滤器的性能检测.pdf
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1、 洁净厂房用化学过滤器的性能检测 苏州市计量测试院 韦恩泽*厉 龙 暴海霞 恽 亮 管 瑛 陈恩坤 摘 要 随着半导体产业的发展,洁净厂房的环境控制比以往更加严格。在一般通风过滤的应用中,气体过滤的使用和需求越来越多。现如今,环境空气中存在着大量可能影响工业生产的有害气体,人们也逐渐认识到使用专业的气体过滤装置能够解决或缓解这一类问题。国内对化学过滤器的检测大多局限于阻力、初始过滤效率和容污量的测试1-2,与真实的市场检测需求有着很大的差距。描述了化学过滤器供应商对产品交付客户前大多进行的测试项目,包括污染物释放测试,压降曲线测试,初始去除效率测试,容污量测试和保持力测试,并根据检测中出现的问
2、题给出合适的解决方案,从而全面准确地提供化学过滤器的性能参数。关键词 洁净厂房;化学过滤器;污染物释放;压力降;初始去除效率;容污量;保持力 Performance Test of Chemical Filter for Clean Workshop Wei Enze,Li Long,Bao Haixia,Yun Liang,Guan Ying and Chen Enkun Abstract With the development of semiconductor industry,the environmental control of clean workshop is stricter
3、 than before.In the application of general ventilation and filtration,the use and demand of gas filtration are more and more.Nowadays,there are a lot of harmful gases in the ambient air that may affect industrial production,people have gradually realized that using professional gas filtration device
4、s can solve or alleviate this kind of problems.The detection of chemical filters in our country is mostly limited to the test of pressure drop,initial filtration efficiency and pollutant capacity,which is far from the real market testing demand.This paper describes the test items that chemical filte
5、r suppliers mostly carry out before delivering products to customers,including pollutant release test,pressure drop curve test,initial removal efficiency test,pollutant capacity and retention test,and gives appropriate solutions according to the problems in the detection,so as to provide the perform
6、ance parameters of the chemical filter comprehensively and accurately.Keywords Clean workshop;Clean plant;Gas-phase air cleaning devices;Pollutant release;Pressure drop;Initial removal efficiency;Capacity;Retention 0 引言 随着半导体产业不断发展,我国对洁净厂房的建设需求也越来越多,与以往关注控制洁净室内颗粒物的数量不同,高端半导体的生产制造对空气中化学污染物的浓度提出了更高的要求
7、3,越来越小尺寸的半导体芯片会因为化学污染物的附着而影响芯片的性能,甚至大大降低芯片的良品率。因此,半导体尤其是芯片制造洁净厂房对空气中化学污染物的控制是极其严苛的,这也是限制我国半导体产业发展的核心技术。现如今控制化学污染物的主要办法就是安装化学过滤器,针对生产过程使用到的溶剂或者外界空气中存在的可能会影响产品良品率的化学污染物配置相应的化学过滤器,消除酸、碱、VOC、阴阳离子等4。而化学过滤器对化学污染物的去除性能就需要通过科学设计的测试管道和测试方法来完成。目前实验室针对企业需求,按照合理的管道设计 方案,搭建出一套完备的实验室测试化学过滤器性能 的测试平台,本研究 参照已有的检测标准,
8、建立了一套评价化学过滤器性能的测试方法,本方法具有测试项目满足企业客户需求,测试方法科学合理的特点,能够广泛应用到化学过滤器的性能检测。1 化学过滤器性能指标 化学过滤器的使用需要从实际应用的角度出发,以不影响生产工艺流程为目的,综合考虑多方面的指标,只有对化学过滤器的性能有足够的了解,才能从众多型号的化学过滤器中选出性能均衡的产品。参考已有的国际国内标准,压力降、过滤性能和使用寿命是最基本的性能指标,但在实际应用过程中需要考虑的因素会更多,譬如污染物泄露等。1.1 压力降 对于洁净厂房净化系统来说,过滤器压力降是重要的参数,在相同风量、相同过滤效率的情况下,低阻力将大大降低运行能耗成本,在今
9、后的产业升级需要更高的过滤性能的时候,叠加多组过滤器在保证下游洁净度的同时保持合理的生产成本5。2023 年 9 月 洁净与空调技术CC&AC 第 3 期*韦恩泽,男,1990 年 9 月生,硕士研究生,工程师 215127 苏州市工业园区娄阳路 6 号苏州市计量测试院 18761981121 E-mail: 收稿日期:2022-10-13 1空也V时自1始合饱效5的检得其下游 式平第.2 污染物泄使用化学空气中的污染也需要进行考化学过滤VOC 和阴阳离时需要对测试自身会释放污.3 初始过滤评价化学始过滤效率采合生产现场状饱和。但在实效率测试对过%衰减,化学的同时也要防化学过滤检测来得到,而得
10、来,这当中其初始过滤效在只有一下游,保证至游浓度取平均 式中:为化平均浓度;C 第 3 期 泄露 学过滤器是为染物,那么化学考量并进行有滤器自身污染离子等。在对试台添加前端污染物的可能滤效率 学过滤器性能采用低浓度,一状况,另一方面实际供应商测过滤器效率的学过滤器的使防止突然出现滤器的初始过而是要通过长也考虑排除效率下降很快一台检测设备至少下游 4 组均值后计算最化学过滤器初D为下游污染图 2 为了去除或降学过滤器自身有效的控制。染物泄露一般对不同污染物端处理过滤器能性。能最重要的指一方面是低浓面也确保没有试过程中发现的影响一般不使用在应对一现的高浓度室过滤效率不能长时间的测试一些劣质的化快,
11、不能适应备的情况下,需组、上游 3 组测最终的过滤效 初始效率;CU染物平均浓度化学过滤器测 降低室外或室身的污染物泄 般包括颗粒物物泄露进行检器,以排除测试指标之一,一般浓度污染物更有使过滤器出现,高浓度初不会高于要求一般室外污染室内污染物。能只通过单点试取平均值计化学过滤器,应长时间的运需要重复测试测试结果,上效率。即:U为上游污染度。测试台(左)、过图 1 化学 洁净室内泄露物、检测试台般初更符出现初始求的染物点的计算,因行。试上上下染物1.4低证生滤器度提污染结束情况浓度使用22.1主要尾气内测体组使用进行确性 过滤器安装及接学过滤器测试台净与空调技术 4 使用寿命在过滤器使。为了能够
12、降生产正常运行器的容污量进为了减少容提高,以加速染物的去除效束后过滤器况,因此在测度去除效率试因本研究仅用内插平均值 化学过滤1 化学过滤器装置主要由要包括进气净气处理段和风测试气体不会组成见图 1。试验样品为用热熔胶对过行密封,避免性。如图 3 所 接触面缝隙热台装置简图 术CC&AC 使用过程中,降低过滤器更行的前提下的进行测试。容污量测试时速容污量测试效率一般高于中的污染物测试终止后不试验,只需要仅使用了一台值进行计算。滤器性能检测器性能测试台由负压风机及净化单元、发风机段,负压会外泄造成实 为板式化学过过滤器接触面免因气密性问所示。熔胶密封处理 其效率会随更换频率,提的使用寿命,时间,
13、需要将试。根据试验于低浓度污染因大量富集也不需要也不太要对保持力进台分析仪,对。测试验 台 及管路系统组发雾混匀段、过压风机的使用实验室污染和过滤器,具体面和可移动测问题影响性能(右)着时间逐渐高过滤器在保需要对化学过上游污染物浓验经验,高浓度染物,同时测试也出现脱附适合再进行低进行测试。未测量浓度需组成,管路系统过滤器安装段可以保证管道和人员损害,具体形式见图 2测试段的缝检测数据的准 .7降保过浓度试的低需统段、道具2,隙准5.2压力胶降力率胶企.7 .2 压力降测压力测试压力校验仪,将化学过力校验仪连接胶密封化学过降(表 1 和图力与企业生产率的情况下,胶密封能够确企业选取更优 风量/(
14、m3/h)1480 2220 2960 3700 图 6 01002003000压力降(压力降(Pa)图76.测试 试设备为北京压力测量范围过滤器按照图接管道上下游过滤器和管道图 6)。从结果产过程中的能企业更倾向确保不同过滤优质的产品。表 1 化学压力降/Pa(64.5 122.2186.5253.2 化学过滤器风010002000风量(风量(m3/3 可移动测试图 4 ConST 康斯特 ConS围为(02.5)图 5 所示安装游压力降测试道间缝隙前后果可以看出,能耗有关,在保于使用低阻力滤器安装气密 过滤器压力降(密封)压力2 5 2 风量与压力降30004000/h)试段(左)、可T2
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