一、集成電路板廢氣簡述
集成電路是把特定電路所需的各種電子組件及線路,縮小并制作在極小面積上的一種電子產(chǎn)品。集成電路芯片制造主要以晶圓為基本材料,其生產(chǎn)工藝過程包括硅片清洗、硅片氧化、擴散、化學氣相沉積、離子植入、金屬化、光刻、蝕刻以及化學機械研磨等,這些工序反復交叉,包括檢測和測試在內(nèi)實際達到300左右的工藝步數(shù)。但是在這些工藝過程中產(chǎn)生酸性氣體、堿性氣體、有機廢氣等污染物,此類污染物如果不經(jīng)過凈化處理而排放會對環(huán)境和人身體健康產(chǎn)生危害,為了減少大氣污染、凈化空氣達標排放,因此,需要對集成電路廢氣進行凈化處理后達標排放。
?二、集成電路板廢氣處理工藝
集成電路板在制造生產(chǎn)過程產(chǎn)生酸性氣體、堿性氣體、有機廢氣等污染物。對于酸性氣體處理采用堿液噴淋洗滌法,堿性氣體處理采用酸液噴淋洗滌法,而對于有機廢氣處理方法有很多種,常見主要有活性炭吸附法、燃燒法,下面詳細介紹集成電路板廢氣處理方法。
2.1 酸性、堿性氣體處理工藝
酸性廢氣處理方法是采用“堿液噴淋塔”進行處理,以10%的氫氧化鈉溶液為吸收液。堿性廢氣處理方法是采用“酸液噴淋塔”進行處理,以10%的硫酸溶液為吸收液。酸性、堿性廢氣洗滌凈化法,在酸堿性氣體處理中應用相當普遍,具有運行穩(wěn)定,處理效果好,投資少,處理費用低等優(yōu)點。
2.2 有機廢氣處理工藝
(1)活性炭吸附
活性炭吸附法主要原理就是利用多孔固體吸附劑(活性碳、硅膠、分子篩等)來處理有機廢氣,這樣就能夠通過化學鍵力或者是分子引力充分吸附有害成分,并且將其吸附在吸附劑的表面,從而達到凈化有機廢氣的目的。吸附法目前主要應用于大風量、低濃度(≤800mg/m3)、無顆粒物、無粘性物、常溫的低濃度有機廢氣凈化處理。
活性炭凈化率高(活性炭吸附可達到90%以上),實用遍及,操縱簡單,投資低。在吸附飽和以后需要更換新的活性炭,更換活性炭需要費用,替換下來的飽和以后的活性炭也是需要找專業(yè)人員進行危廢處理,運行費用高。
(2)燃燒
燃燒法只在揮發(fā)性有機物在高溫及空氣充足的條件下進行完全燃燒,分解為CO2和H2O。燃燒法適用于各類有機廢氣,可以分為直接燃燒、熱力燃燒和催化燃燒。
排放濃度大于5000mg/m³ 的高濃度廢氣一般采用直接燃燒法,該方法將VOCs廢氣作為燃料進行燃燒,燃燒溫度一般控制在1100℃,處理效率高,可以達到95%一99%。
熱力燃燒法適合于處理濃度在1000—5000 mg/m³ 的廢氣,采用熱力燃燒法,廢氣中VOCs濃度較低,需要借助其他燃料或助燃氣體,熱力燃燒所需的溫度較直接燃燒低,大約為540—820℃。燃燒法處理VOCs廢氣處理效率高,但VOCs廢氣若含有S、N等元素,燃燒后產(chǎn)生的廢氣直接外排會導致二次污染。
通過熱力燃燒或者催化燃燒法處理有機廢氣,其凈化率是比較高的,但是其投資運營成本極高。因廢氣排放的點多且分散,很難實現(xiàn)集中收集。燃燒裝置需要多套且需要很大的占地面積。熱力燃燒比較適合24小時連續(xù)不斷運行且濃度較高而穩(wěn)定的廢氣工況,不適合間斷性的生產(chǎn)產(chǎn)線工況。催化燃燒的投資和運營費用相對熱力燃燒較低,但凈化效率也相對較低一些;但貴金屬催化劑容易因為廢氣中的雜質(如硫化物)等造成中毒失效,而更換催化劑的費用很高;同時對廢氣進氣條件的控制非常嚴格,否則會造成催化燃燒室堵塞而引起安全事故。
鑒于上述各種處理方法的優(yōu)缺點,集成電路板廢氣處理技術的選擇需綜合考慮企業(yè)實際情況、廢氣特性及環(huán)保要求。近年來,隨著環(huán)保技術的不斷進步,組合工藝逐漸成為處理復雜廢氣的優(yōu)選方案。
一種創(chuàng)新的組合工藝是將活性炭吸附與催化燃燒相結合。該工藝首先利用活性炭的高吸附能力,將廢氣中的有機物進行初步富集,降低后續(xù)處理難度和成本。當活性炭接近飽和時,通過熱脫附或蒸汽脫附的方式將吸附的有機物解吸出來,形成高濃度有機廢氣。隨后,這部分高濃度廢氣進入催化燃燒裝置,在貴金屬催化劑的作用下,于較低溫度下實現(xiàn)高效燃燒,轉化為無害的二氧化碳和水蒸氣。這種組合工藝不僅提高了凈化效率,還延長了活性炭的使用壽命,降低了整體運行成本。
此外,隨著智能控制技術的發(fā)展,廢氣處理系統(tǒng)也逐漸向自動化、智能化方向發(fā)展。通過集成傳感器、PLC控制系統(tǒng)和遠程監(jiān)控平臺,可以實時監(jiān)測廢氣處理過程中的各項參數(shù),如溫度、壓力、濃度等,并根據(jù)實際情況自動調整處理工藝,確保廢氣穩(wěn)定達標排放。同時,智能系統(tǒng)還能提供故障預警和數(shù)據(jù)分析功能,為企業(yè)的環(huán)保管理和決策提供有力支持。
綜上所述,集成電路板廢氣處理技術的選擇與應用是一個系統(tǒng)工程,需要綜合考慮多方面因素。未來,隨著環(huán)保政策的日益嚴格和技術的不斷進步,更加高效、經(jīng)濟、環(huán)保的廢氣處理方案將會不斷涌現(xiàn),為集成電路行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展保駕護航。
?來源:環(huán)保