Rostfríur stáll fyrir UPW kerfi í veggjum og lyfjaiðnaði: Hvernig áhrif hefur smáyfirborðsferðin á framleiðslurun

Rostfríur stáll fyrir UPW kerfi í veggjum og lyfjaiðnaði: Hvernig áhrif hefur smáyfirborðsferðin á framleiðslurun

Í framleiðslu á hálfleiðurum og lyfjaframleiðslu er ofurhrein vatn (UPW) lífsgæði framleiðslu. Mengun á hluta á milljarða (ppb) eða jafnvel hluta á trillioni (ppt) getur slæmt afköst. Þó að vatnsmeðferðarferli séu lykilþættir, þá spila efni sem flytja UPW - venjulega rostfreyja - jafn mikilvæga hlutverk. Hrínviðskipti rostfreyju hluta á beina áhrif á mengunarhætta, myndun bakteríufilms og að lokum framleiðsluafköst. Hér er nálgun á því af hverju viðskipti eru mikilvæg og hvernig þá besta þau.

? 1. Af hverju eru viðskipti ekki í boði í UPW kerfum

UPW verður að uppfylla afar strangar hreinlætisstaðla:

• Hálfskeiðaraefni : Andstaða ≥18,2 MΩ·sm, heildarsýnt efnasambönd (TOC) <1 ppb.

• Lyfjafræði : Samræmi við USP <643> og EP <2.2.29> leiðbeiningar.

Ójafn viðskipti mynda:

• Staðir fyrir bakteríuheldni : Jafnvel nano skala ófullkomna geta geymt bakteríufilm.

• Hrakmyndun : Micro-hnúður brýtist af og innleiðir metall-mengun.

• Upphaf kórróssunar : Áhrífni hraðar á slit á sprungum og losar jónir (Fe, Cr, Ni).

? 2. Mæling á yfirborðsferð: Ra vs. Rmax

• Ra (Meðaltal hrífni) : Mest notaða mælikvarða, en ónóg fyrir UPW. Ra ≤0,5 µm getur enn verið með "hákonur-og-dýnar" galla.

• Rmax (Hámarkshæð hnaups og slóðar) : Lykilatriði fyrir UPW kerfi. Tilgreining Rmax ≤0,5 µm tryggir að engar úthliðnar frávik séu til staðar.

• Rafsmíðni yfirborðsferð : Gullstaðallinn. Það jafnar út mikro-hnúð og bætir myndun passíva húðar og minnkar virkan yfirborðsflatarmál.

⚙️ 3. Hvernig yfirborðsútlit hefur áhrif á mengun

A. Grísnaprófgerun

• Ójafn yfirborð (Ra >0,8 µm) veitir verndaða skeljar fyrir grísnum eins og Pseudomonas eða Ralstonia , sem dýpast í UPW.

• Niðurstöður : Grísnavökvar losa frumur og endóttæki í vatni, sem getur valdið galla á víf eða mengun lyfja sem sprautast inn.

B. Myndun frumna

• Óglósuð yfirborð losa frumur í árenni straumhreyfingu.

• Í hálfleiðurum valda þessar frumur rispuðum vífum eða galla í ljósmyndunartækjum.

C. Útblæðing á málmeindum

• Í mikróskópshjögum fangast vatn og valda staðbundinni rot og útskipting á jónum (t.d. Fe³⁺, Cr⁶⁺).

• Áhrif : Málmeindir hröðva óæskanlegar aðgerðir í lyfjum eða minnka dielektrisk ávexti í chips.

?️ 4. Nálgun fullkominnar yfirborðs: Vélþjöppun og rafeindarþjöppun

Vélþjöppun

• Ferli : Röðþjöppun með slysatækjum (t.d. 80 til 600 grit).

• Takmörkun : Bryggir yfirborðið og myndar oxíð og valda "plucking" svæðum fyrir framtíðar útskiptingu á eindum.

• Hámark sem náð er : Ra ≈0.3 µm (gott, en ekki fullkomulagt fyrir UPW).

Rafgreining

• Ferli : Anódísk uppleysing í sýrustofu (t.d. fosforsúrefni-súrefni) fjarlægir ~20–40 µm af yfirborði.

• Áherslur :

  • Lækkar Ra í ≤0,15 µm og Rmax í ≤0,5 µm.

  • Lokar yfirborðinu með þykkum, jafnaðri kromoxíðsku.

  • Eyðir innbyggðum mengunarefnum og smáskemmdum.

• Krafist ástandi : Fylgdu ASTM B912 fyrir aðgerð og SEMI F19 fyrir rafgreiningu.

✅ 5. Valsviður efni: Fyrir utan 316L

Þótt 316L sé venjulegt, skoðaðu:

• Mjög lágorkuútgáfur : 316L með <0,02% C kemur í veg fyrir viðkvæmni við sveiflu.

• Rafgreiningar-gerð (EP) : Verir veita 316L-EP með strangari stjórn á innleiðslu (t.d. súlfur <0,001%).

• Vipurskoðuð leger : Fyrir sérstaklega erfðulegar forsendur, bjóða 904L eða 6% Mo leger (t.d. 254 SMO) betri vernd gegn rot.

? staðfesting og prófanir

Yfirborðs profílgerð

• Notaðu snertingu (stílus) eða ekki snertingu (ljós) til að staðfesta Ra/Rmax.

Ferroxyl prófanir

• Greinir frjálsa jarðmagns-metnað - algeng vandamál eftir vélaþjöppun.

Vatnsprófanir

• Fylgja með TOC, endatóxínur og fjölda á sundurlausum efna í úrrennslisvatni.

• Samþykktarmörk : ≤5 partíklur/mL (fyrir stærð ≥0,1 µm) og endatóxínur <0,001 EU/mL.

? 7. Viðgerðir: Hald á yfirborðum í bestu mögulegu ástandi

• Passivering : Tímabundin nítrun eða sitrónusýru viðgerð í samræmi við ASTM A967 til að endurnýja krómlagið.

• Hreinsun með efnum : Forðast notkun klórhaldandi hreinsiefna. Notið ósón eða vetnisperoxíð til að bekjast við myndun á lífrænum skimur.

• Skoðun : Venjulegar skoðanir á rörum og tankjum með borescope til að finna myndun á rýri (járn oxíð).

? 8. Námsgrein: Uppfærsla á yfirborðsútlitið hefur haft jákvæð áhrif á útkomu

• Vandamál : Hálfleiarafabrikk fór í endurteknar deilanir á partíkla á 7 nm plötum.

• Rótarsástæða : UPW-rör með Ra ≈0,6 µm (vélarætt meðgjörd) missaði partíklum við flæðisoddspökk.

• Lausn : Skipt út fyrir rör af 316L-EP með rafmagnsmeðgjörd (Ra ≤0,15 µm).

• Niðurstöður : Fjöldi partíkla dró á 70%, og vöxtur plötunnar jókst um 5%.

? 9. Lykilkennslur fyrir UPW-hluti

✅ 10. Ályktun: Rekstraaðgerðir í lokaverkefnum, vernda framleiðslu

Í UPW kerfum liggur munurinn á milli hárrar framleiðslu og alvarlegrar missæmiss á örsmáskiptum í yfirborðsmyndun. Rafþjöppun er ekki kostnaður – þetta er trygging. Með því að tilgreina lág-Ra/Rmax útlit, staðfesta með prófílsmælingu og halda áfram hreinlætisreglum tryggirðu að rostfríu stálbyggingin styðji – ekki hindri – framleiðslumarkmiðin þín.

Hjálparráð : Þegar sótt er að hlutum, kröfðu yfirvöldum prófaskýrslum um yfirborðsgrófleika og kröfðu rafþjöppunar hjá birgjum sem uppfylla SEMI F19 staðla.