Số lượng hạt không giải thích được
Bể xử lý ướt bán dẫn được trang bị bộ trao đổi nhiệt PTFE trải qua các chuyến du ngoạn số lượng hạt không liên tục. Trong nhiều ngày, số lượng hạt vẫn ở dưới mức thông số kỹ thuật 10 hạt/mL đối với phạm vi kích thước 0,1μm. Sau đó, không có bất kỳ thay đổi nào về quá trình hóa học hoặc thông lượng wafer, số lượng hạt tăng vọt lên 50-100 hạt/mL trong vài giờ, sau đó quay trở lại mức cơ bản.
Mô hình lặp lại cứ sau vài tuần. Phân tích hóa học của các hạt xác định chúng là PTFE hữu cơ fluoropolymer-. Nguồn nằm trong bồn tắm. Bộ trao đổi nhiệt PTFE là thành phần fluoropolymer ngâm duy nhất. Nhưng bản thân các ống không có dấu hiệu xuống cấp rõ rệt, không bị mỏng đi và không có vết nứt bề mặt. Nguồn hạt không phải là các ống. Nó là một thành phần hỗ trợ.
Cơ chế xuống cấp thành phần hỗ trợ
Bộ trao đổi nhiệt PTFE kết hợp các tấm đỡ, miếng đệm, thanh giằng và các bộ phận khung-thường được chế tạo từ PTFE hoặc PVDF có độ tinh khiết cao-. Các thành phần này trải qua các điều kiện tải khác với các ống. Chúng có thể bị mài mòn cơ học tại các điểm tiếp xúc, độ mỏi do uốn do rung-gây ra bởi dòng chảy và trong một số thiết kế, dây buộc có ren bị mài mòn.
Tấm đỡ PTFE mà các ống đi qua sẽ trải qua-chuyển động vi mô tại mỗi điểm tiếp xúc của ống. Trải qua hàng chục nghìn chu kỳ khuấy trộn, chuyển động tương đối giữa ống và tấm đỡ tạo ra các hạt mài mòn cực nhỏ của PTFE. Những hạt này, thường có kích thước 0,1-10μm, được thả vào bồn tắm.
Quá trình giải phóng không liên tục do các hạt mài mòn tích tụ trong các kẽ hở tại các điểm tiếp xúc cho đến khi dòng chảy bị xáo trộn-tăng kích động, khởi động bơm đột ngột hoặc thay đổi mực nước trong bể-đánh bật các hạt tích tụ theo mẻ. Việc phát hành hàng loạt tạo ra số lượng hạt tăng đột biến. Sau khi tăng đột biến, số lượng hạt trở về mức cơ bản trong khi các hạt mài mòn mới tích tụ.
Bảng 1: Nguồn hạt mài mòn của bộ phận trao đổi nhiệt PTFE
| Thành phần | Cơ chế mặc | Mẫu phát hành hạt | Bằng chứng trực quan | Biện pháp phòng ngừa |
|---|---|---|---|---|
| Giao diện ống-đến{1}}tấm đỡ | Lo lắng vì rung động | Phát hành hàng loạt không liên tục | Đánh bóng vết mòn trên ống; bột màu trắng trong lỗ hỗ trợ | Chèn đàn hồi hoặc tăng độ hở |
| Kết nối thanh giằng có ren | Băn khoăn khi tiếp xúc với chủ đề | Không liên tục với chu kỳ nhiệt | Bột màu trắng trên sợi | Chất bôi trơn ren PTFE; giảm tải trước |
| Khớp góc khung | Độ mỏi do uốn | Không liên tục với sự thay đổi dòng chảy | Làm trắng căng thẳng ở khớp | Góc bán kính; hạn chế giảm |
| Phụ kiện nén ống-đến-tiêu đề | chuyển động vi mô tại ferrule | Mức độ-thấp liên tục | Không thể nhìn thấy nếu không tháo gỡ | Lại{0}}mô-men xoắn; máy giặt Belleville |
| Các cạnh tấm vách ngăn | Dòng chảy-gây ra rung động chống lại các ống | Không ngừng kèm theo kích động | Đường dây liên lạc được đánh bóng | Bán kính cạnh; tăng độ thanh thải |
Phương pháp truy tìm hạt
Việc theo dõi sự phát tán hạt không liên tục ở một thành phần cụ thể đòi hỏi phải lấy mẫu và cách ly một cách có hệ thống.
Bước một: Đặc trưng của các hạt. Thu thập các hạt trên màng lọc trong sự kiện tăng đột biến. Phân tích bằng quang phổ FTIR hoặc Raman để xác nhận thành phần PTFE. Kiểm tra bằng SEM để xác định hình thái hạt-các hạt mài mòn không đều, thường dài và có mép rách. Các hạt phân hủy nhiệt có hình cầu hơn. Hình thái xác nhận cơ chế mài mòn.
Bước hai: Xác định yếu tố kích hoạt đột biến. Tương quan số lượng hạt tăng đột biến với các sự kiện của quy trình: khởi động bơm, thay đổi khuấy trộn, chu kỳ nhiệt độ, thay đổi mức bể. Một mối tương quan nhất quán xác định sự kiện cơ học đánh bật các hạt và hướng về phía thành phần chịu tải trọng cụ thể đó.
Bước ba: Kiểm tra tất cả các thành phần PTFE trong quá trình bảo trì theo lịch trình. Kiểm tra các lỗ của tấm đỡ để tìm bề mặt mài mòn được đánh bóng. Kiểm tra ren thanh giằng xem có tích tụ bột màu trắng không. Kiểm tra các khớp khung để làm trắng do căng thẳng. Chụp ảnh và ghi lại tất cả các phát hiện.
Bước bốn: Cô lập các thành phần nghi ngờ bằng cách thay thế hoặc sửa đổi. Thay tấm đỡ nghi ngờ bằng tấm mới. Nếu các hạt ngừng tăng vọt thì thành phần đó được xác nhận là nguồn.
Sửa đổi thiết kế phòng ngừa
Các lỗ của tấm đỡ có thể được lắp bằng các miếng đệm bọc ngoài bằng nhựa đàn hồi -có độ tinh khiết cao hoặc PTFE mỏng giúp hấp thụ chuyển động-vi mô mà không tạo ra các hạt mài mòn. Vật liệu chèn phải đáp ứng các yêu cầu về độ tinh khiết của bồn tắm.
Các kết nối ren trong khung đỡ có thể được loại bỏ bằng các mối nối PTFE được hàn hoặc lồng vào nhau. Ở những nơi không thể tránh khỏi ren, chất bôi trơn ren tương thích với PTFE-sẽ giúp giảm hiện tượng băn khoăn.
Độ cứng của khung đỡ bộ trao đổi nhiệt có thể được tăng lên để giảm biên độ rung hoặc có thể thêm các bộ phận giảm chấn tại các điểm tiếp xúc. Việc giảm khoảng cách không được hỗ trợ của các ống sẽ làm giảm chuyển động gây ra hiện tượng băn khoăn ở các tấm đỡ.
Bản tóm tắt
Sự bong tróc hạt không liên tục trong bể bán dẫn có thể bắt nguồn từ sự xuống cấp của các bộ phận hỗ trợ trao đổi nhiệt PTFE thông qua đặc tính hạt, tương quan sự kiện và kiểm tra hệ thống. Các hạt mài mòn từ sự mài mòn ở ống-đến-hỗ trợ các giao diện tạo ra các mẫu phát hành theo đợt không liên tục đặc trưng.
Các biện pháp phòng ngừa bao gồm chèn chất đàn hồi tại các điểm tiếp xúc, loại bỏ các kết nối ren và tăng độ cứng kết cấu. Phương pháp điều tra phân biệt sự hao mòn của bộ phận hỗ trợ với sự xuống cấp của ống, hướng các nỗ lực sửa chữa đến đúng vị trí.
Hỗ trợ kỹ thuật cho việc truy tìm nguồn hạt trong quá trình lắp đặt bộ trao đổi nhiệt PTFE có độ tinh khiết cao- được cung cấp khi gửi dữ liệu xu hướng số lượng hạt, kết quả phân tích hạt, nhật ký sự kiện quy trình và thông số kỹ thuật của thành phần bộ trao đổi.
