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半导体工业空气过滤器

2016-06-03
　　粘在集成电路上的粉尘可能造成断路、短路，粉尘直接影响产品的成品率。当今，半导体工业（芯片厂）对生产环境空气洁净程度高挑剔，对空气过滤器的要求也最苛刻。

　　衡量芯片集成度的指标之一是“线宽”，即电路上导线的宽度。在以微米计算线宽的年代，人们说制造环境对粉尘粒径的限制是小于线宽的1/10，随着线宽不断变小，1/10之说又变成了1/4、1/2。2002年，普通微机中P4处理器的线宽缩小到了0.13mm，此时任何粉尘都可能损害电路，粒径与线宽的传统比较已经过时了。

　　芯片厂传统的通风形式是“大循环”，车间的整个天花板上布满高效过滤器，整个地面为回风栅板。现在芯片厂有些车间使用自带风机的过滤装置，即FFU。大循环和FFU两种形式都能达到足够的洁净度，只是在运行管理和能耗上有所差异。

　　不论是普通高效过滤器还是FFU，出厂前都要经过逐台扫描测试。国内目前没有扫描测试方法标准，能挤进芯片厂的过滤器厂家是按欧美标准对过滤器进行扫描测试的。芯片厂的人认为，过滤器传统检验方法用的试验粉尘本身就是污染源，所以芯片厂不买钠焰法和DOP法的帐。

　　空气中的海盐粒子是所有电子工业的大敌，但空气中海盐粉尘的颗粒比较大，普通过滤器就能将其过滤掉。有人说搞电子工业的理想地点应该远离海岸，可沿海地区经济发达，芯片厂一窝蜂似的就建在了沿海地区，在过滤器上多花点钱就是了。

　　20世纪90年代初，国外曾对高效过滤器玻纤滤纸的含硼问题争吵了一阵，随后，过滤器的微量挥发元素成了芯片厂关注的事情。近几年，国外出现了聚四氟乙烯纤维高效过滤材料，这种材料没有挥发物，但它是带静电的“驻极体”，少了个隐患，多了个麻烦，过滤后的空气要进行电中和以消除空气中的离子。目前这种材料的价格偏高，大部分过滤器仍使用玻璃纤维滤纸。过滤器上可能的微量挥发元素主要来源于粘结剂和清洗剂，为芯片厂供货的过滤器厂商要在这上面下些功夫。

　　当今的过滤技术可以将洁净室的粉尘浓度降到近乎为零，你想要多干净都能达到。当芯片上的线宽小到0.5mm时，人们发现空气中的化学污染物成了影响成品率的主要危害，于是，在线宽小于0.5mm的芯片厂空调系统中普遍配置了化学过滤器。化学过滤器的原理和制造工艺并不复杂，它就是活性炭过滤器，但传统的活性炭过滤器制造厂和军工厂没有搭上芯片厂这班车，芯片厂的化学过滤器大都是空调过滤器的制造厂家提供的。

　　化学污染物的来源可能是：室外空气、工艺本身、人、装修材料。多数情况下，设计师和现场人员也说不清污染物的种类和浓度，因此，为他们提供的化学过滤器至少应具有两个特点：广谱吸附性能、足够多的活性炭材料。所谓广谱吸附就是对什么都能多少吸附些，能有这种功能的就是最普通、最便宜的颗粒活性炭。如果能确定污染物种类，就可以对活性炭材料进行有针对性的化学处理，以增强对特定污染物的吸附能力。过滤器供应商有时还要提供相应的现场检测服务，以帮助用户确定化学过滤器的使用情况，这就要求供应商中有搞化学过滤的专家，并与名气大的化学实验室有密切的关系。遗憾的是，国内过滤器厂商没有几家在那上面下功夫，所以国内芯片厂目前使用的化学过滤器多数是进口产品。

　　半导体工业并非人们普遍认为的“无烟工业”，它也有环境问题。那里经常采用最新的工艺和材料，有些化学物品在其安全性尚未得到评估前就已经大量使用了，稍不小心就会造成严重的化学污染，既有地下水污染，也有空气污染，硅谷就曾为此付出过惊人的代价。为了保险，有些企业在排风系统中也使用化学过滤器。

　　中国正处在新一轮芯片厂建设的狂热中，为此，今后几年国内需要数亿元的高效过滤器和化学过滤器，如果国内过滤器商家像以往那样只热衷于抄袭、猜疑、各顾各地瞎忙活，不在技术上进取、不相互交流，芯片厂这个难得的市场将属于外来者。
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