ذرہ-مفت ضروری
میگاسونک کلیننگ ٹولز الٹرا-خالص DI پانی میں اعلی-فریکوئنسی صوتی توانائی کا استعمال کرتے ہوئے سلیکون ویفرز سے ذیلی{-مائکرون ذرات کو ہٹاتے ہیں۔ صفائی کا عمل اتنا ہی صاف ہے جتنا پانی استعمال کرتا ہے۔ پانی کے درجہ حرارت کو برقرار رکھنے والے ہیٹ ایکسچینجر کو ذرات شامل نہیں کرنا چاہیے، نامیاتی کاربن کو لیچ نہیں کرنا چاہیے، یا آئنک آلودگی کو متعارف نہیں کرانا چاہیے۔
بلاک گریفائٹ ہیٹ ایکسچینجرز بہت سے کیمیائی پروسیسنگ ایپلی کیشنز میں ان کی بہترین تھرمل چالکتا اور سنکنرن مزاحمت کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ ابدی گریفائٹ، فینولک یا فوران رال سے رنگدار، تیزاب کو اچھی طرح سے ہینڈل کرتا ہے اور حرارت کو موثر طریقے سے منتقل کرتا ہے۔ DI واٹر سروس میں، تاہم، گریفائٹ آلودگی کے خطرات پیش کرتا ہے جو میگاسونک صفائی کی ضروریات سے متصادم ہے۔
PTFE ہیٹ ایکسچینجرز اس ایپلی کیشن کے لیے معیاری بن گئے ہیں کیونکہ وہ گریفائٹ میں شامل پارٹیکل اور آرگینک لیچنگ میکانزم کو ختم کرتے ہیں۔ انتخاب آلودگی پر قابو پانے کی ضروریات سے ہوتا ہے، تھرمل کارکردگی سے نہیں۔
گریفائٹ پارٹیکل اور TOC کا مسئلہ
بلاک گریفائٹ ایک جامع مواد ہے۔ گریفائٹ کے ذرات ایک رال کے ساتھ جڑے ہوئے ہیں جو قدرتی سوراخ کو بھرتے ہیں۔ بہتے ہوئے DI پانی میں، کئی ریلیز میکانزم مسلسل کام کرتے ہیں۔
مکینیکل کٹاؤ سطح سے گریفائٹ کے ذرات کو جاری کرتا ہے۔ DI پانی، اپنی پاکیزگی کے باوجود، ایک موثر سالوینٹس ہے جو پانی کے رال کے انٹرفیس پر موجود رال کو آہستہ آہستہ خراب کر سکتا ہے۔ جیسے جیسے پانی جذب ہونے کے ساتھ رال تھوڑا سا پھول جاتی ہے، سطح پر گریفائٹ کے ذرات کم مضبوطی سے جکڑے جاتے ہیں اور بہتے پانی میں چھوڑے جا سکتے ہیں۔
کل نامیاتی کاربن لیچنگ زیادہ کپٹی مسئلہ ہے۔ رال امپریگننٹ-چاہے فینولک ہو یا فوران-میں ایسے نامیاتی مرکبات ہوتے ہیں جو آہستہ آہستہ اعلی-پاکیزہ پانی میں نکل جاتے ہیں۔ سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ میں استعمال ہونے والے حصوں-فی{-بلین پتہ لگانے کی سطح پر، یہ نامیاتی لیچنگ قابل پیمائش اور ناقابل قبول ہے۔ 1-2 پی پی بی سے اوپر کی TOC سطح ویفر کی سطح کی صفائی اور اس کے بعد کے عمل کے مراحل کو متاثر کر سکتی ہے۔
رال کا انحطاط بھی سطح کا مائیکرو-کھردرا پن پیدا کرتا ہے جہاں بیکٹیریا آباد ہو سکتے ہیں۔ DI واٹر ری سرکولیشن لوپ کے گرم، گیلے ماحول میں، گریفائٹ کی سطحوں پر بائیو فلم کی تشکیل ایک دستاویزی مسئلہ ہے جس کے لیے وقتاً فوقتاً صفائی کی ضرورت ہوتی ہے۔
جدول 1: 40 ڈگری پر ڈی آئی واٹر ری سرکولیشن میں آلودگی کا موازنہ
| آلودگی کا پیرامیٹر | بلاک گریفائٹ (فینولک رال) | پی ٹی ایف ای |
|---|---|---|
| Particle shedding (>0.1 μm) | 50-200 ذرات/ایم ایل (ابتدائی)؛ 20-50 (عمر) | < 5 particles/mL |
| TOC لیچنگ (ppb) | 5-20 (ابتدائی)؛ 2-10 (عمر) | < 0.5 |
| آئنک آلودگی | گریفائٹ راکھ سے دھاتوں کا سراغ لگائیں۔ | کوئی نہیں (کوئی دھاتی اجزاء نہیں) |
| بائیو فلم کی تشکیل کی صلاحیت | اعتدال پسند (سطح کی کھردری) | بہت کم (ہموار، ہائیڈروفوبک) |
| سطح کی کھردری (Ra, μm) | 1.0-3.0 | 0.1-0.3 |
| سینیٹائزیشن فریکوئنسی کی ضرورت ہے۔ | 3-6 ماہ | 12+ مہینے |
PTFE: الٹرا-خالص پانی کے لیے موروثی پاکیزگی
PTFE میں کوئی رال امپریگننٹ، کوئی گریفائٹ ذرات، اور کوئی دھاتی راکھ نہیں ہے۔ مواد 100% فلورو پولیمر ہے۔ DI پانی میں، کوئی لیچنگ میکانزم نہیں ہے کیونکہ پولیمر ناقابل حل اور کیمیائی طور پر سیر ہوتا ہے۔
PTFE سے پارٹیکل شیڈنگ نہ ہونے کے برابر ہے۔ سطح ذیلی-مائکرون پیمانے پر ہموار ہے اور اپنی سروس کی زندگی بھر ہموار رہتی ہے۔ چھوڑنے کے لئے کوئی ذرات نہیں ہیں کیونکہ مواد یکساں ہے اور پانی میں انحطاط نہیں کرتا ہے۔
کنواری PTFE سے TOC لیچنگ 0.5 ppb سے کم ہے، اکثر تجزیاتی پتہ لگانے کی حد سے نیچے۔ کاربن-فلورین بانڈز تھرموڈینامیکل طور پر پانی میں مستحکم ہوتے ہیں۔ کوئی ہائیڈرولیسس ردعمل نہیں ہے، کوئی آکسیکرن نہیں ہے، اور کوئی تحلیل نہیں ہے. مواد ڈی آئی واٹر لوپ میں بنیادی طور پر صفر نامیاتی کاربن کا حصہ ڈالتا ہے۔
Ionic آلودگی تعریف کے لحاظ سے صفر ہے۔ PTFE صرف کاربن اور فلورین پر مشتمل ہے۔ لیچ کرنے کے لیے کوئی دھاتی عناصر نہیں ہیں۔ سیمی کنڈکٹر فیبس دھاتی آلودگی کو پرزوں فی ٹریلین میں ماپتے ہیں۔ PTFE کسی قابل شناخت سطح پر تعاون نہیں کر سکتا۔
تھرمل پرفارمنس ٹریڈ-آف
بلاک گریفائٹ کی تھرمل چالکتا 80-120 W/m·K PTFE کے 0.25 W/m·K سے کہیں زیادہ ہے۔ دی گئی ڈیوٹی کے لیے گریفائٹ ہیٹ ایکسچینجر PTFE کے مساوی سے چھوٹا ہے۔ میگاسونک ٹول کے خلائی محدود ماحول میں، اس سائز کا فائدہ اہم ہے۔
PTFE پتلی-وال ٹیوبنگ اور اونچی-سطح-ایریا کنفیگریشن کے ذریعے معاوضہ دیتا ہے۔ ہیٹ ایکسچینجر کا سائز ٹول کی دستیاب جگہ کے اندر فٹ ہونے کے لیے ہے۔ تھرمل کارکردگی کی تجارت-آف-مکمل آلودگی پر قابو پانے کے لیے بڑے نقشے کے نشان- کو قبول کیا جاتا ہے کیونکہ ذرہ اور TOC وضاحتیں غیر-مذاکرات کے قابل نہیں ہیں۔
خلاصہ
سیمی کنڈکٹر انجینئرز میگاسونک کلیننگ ٹولز میں DI واٹر ری سرکولیشن کے لیے بلاک گریفائٹ پر PTFE ہیٹ ایکسچینجرز کا انتخاب کرتے ہیں کیونکہ PTFE پارٹیکل شیڈنگ، TOC لیچنگ، اور ionic آلودگی کے میکانزم کو ختم کرتا ہے جو رال- کے حامل گریفائٹ مرکبات میں شامل ہیں۔ ذیلی-مائکرون ویفر کی صفائی کی آلودگی پر قابو پانے کے تقاضے مادی پاکیزگی کا مطالبہ کرتے ہیں جو گریفائٹ فراہم نہیں کر سکتا۔
گریفائٹ کا تھرمل چالکتا فائدہ آلودگی پر قابو پانے کے لیے ثانوی ہے۔ مساوی ہیٹ ڈیوٹی کے لیے PTFE کا قدرے بڑا نقشہ ایک قابل قبول تجارت ہے-پارکل-مفت، TOC-مفت، دھات-مفت DI واٹر ہیٹنگ کی گارنٹی کے لیے۔
مخصوص میگاسونک کلیننگ ٹول ایپلی کیشنز میں PTFE ہیٹ ایکسچینجر کے سائز کا انجینئرنگ تجزیہ DI پانی کے بہاؤ کی شرح، ہدف کا درجہ حرارت، دستیاب تنصیب کی جگہ، اور پارٹیکل/TOC وضاحتیں جمع کرانے پر دستیاب ہے۔
