一、半導(dǎo)體制造行業(yè)
(一)行業(yè)基本情況
半導(dǎo)體產(chǎn)品可大致劃分為三大類:分立器件、集成電路與光電組件,其中集成電路就占了半導(dǎo)體近九成的比重,可謂半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的重心所在。2000年以來(lái),中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)處于高速成長(zhǎng)期。預(yù)計(jì)2008年-2010年這3年間,中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)整體銷售收入的年均復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到23.6%。到2010年,中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)銷售收入將達(dá)到約2500億元。預(yù)計(jì)2010年-2015年,我國(guó)將以年均近20%速度向前發(fā)展,產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到約6000億元,屆時(shí)中國(guó)將成為世界重要電路制造基地之一。2007年,我國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)總數(shù)達(dá)700家左右,其中IC設(shè)計(jì)業(yè)500多家,IC制造業(yè)30多家,封裝測(cè)試業(yè)100多家。IC制造業(yè)企業(yè)已相對(duì)集中,主要分布在上海、北京、江蘇、浙江等省市,長(zhǎng)江三角洲地區(qū)成為中國(guó)集成電路重鎮(zhèn)。
半導(dǎo)體分立器件廠家我國(guó)現(xiàn)有約200家。2007年分立器件產(chǎn)品的產(chǎn)量為2487.21億元,比2006年增長(zhǎng)11.8%;銷售額835.1億元,比2006年增長(zhǎng)15.9%。到2010年我國(guó)半導(dǎo)體分立器件產(chǎn)業(yè)銷售額將達(dá)到1300億元。
根據(jù)2007年污普數(shù)據(jù),廣州市現(xiàn)有半導(dǎo)體企業(yè)16家,集成電路制造企業(yè)17家。據(jù)了解,目前廣州市半導(dǎo)體企業(yè)大都為中小型組裝部件企業(yè),因此,本通告未將其納入重點(diǎn)監(jiān)管范圍。
(二)生產(chǎn)工藝
1.分立器件制造工藝
常見(jiàn)的雙極管(Bipolar)之一的NPN三級(jí)管主要生產(chǎn)工藝包括氧化、光刻、埋層、擴(kuò)散、N型外延、隔離擴(kuò)散、基區(qū)擴(kuò)散、發(fā)射區(qū)擴(kuò)散、A1金屬化、CVD鈍化層等步驟。
2.集成電路制造工藝
集成電路制造可大致分為各獨(dú)立的單元,如晶片制造、氧化、參雜、顯影、刻蝕、薄膜等。各單元中又可再分為不同的操作步驟,如清洗、光阻涂布、曝光、顯影、離子植入、光阻去除、濺鍍、化學(xué)氣相沉積等。
3.封裝工藝
晶片在制造工藝后進(jìn)入封裝工藝,封裝指從晶片上切割單個(gè)芯片到后包裝的一系列步驟。在沖切中,用激光或金剛石鋸將單個(gè)芯片(或模片)從晶片上分離。然后通過(guò)錫焊或使用環(huán)氧樹(shù)脂將金屬結(jié)構(gòu)(如鉛)裱到芯片上。用混合溶劑或萜烴進(jìn)行清洗。下一步是引線接合(插腳),使芯片的金屬化部分與封裝或框架連接起來(lái)。在封裝階段,用塑料或環(huán)氧樹(shù)脂做的密封包裝。在一些應(yīng)用中也使用陶瓷蓋。
半導(dǎo)體封裝生產(chǎn)工藝見(jiàn)下圖:
(三)污染物排放
半導(dǎo)體行業(yè)廢氣排放具有排氣量大、排放濃度小的特點(diǎn)。揮發(fā)性有機(jī)廢氣主要來(lái)源于光刻、顯影、刻蝕及擴(kuò)散等工序,在這些工序中要用有機(jī)溶液(如異丙醇)對(duì)晶片表面進(jìn)行清洗,其揮發(fā)產(chǎn)生的廢氣是有機(jī)廢氣的來(lái)源之一;同時(shí),在光刻、刻蝕等過(guò)程中使用的光阻劑(光刻膠)中含有易揮發(fā)的有機(jī)溶劑,如醋酸丁酯等,在晶片處理過(guò)程中也要揮發(fā)到大氣中,是有機(jī)廢氣產(chǎn)生的又一來(lái)源。
與半導(dǎo)體制造工藝相比,半導(dǎo)體封裝工藝產(chǎn)生的有機(jī)廢氣較為簡(jiǎn)單,主要為晶粒粘貼、封膠后烘烤過(guò)程產(chǎn)生的烘烤廢氣。
(四)控制要求
半導(dǎo)體制造工藝中使用的清洗劑、顯影劑、光刻膠、蝕刻液等溶劑中含有大量有機(jī)物成分。在工藝過(guò)程中,這些有機(jī)溶劑大部分通過(guò)揮發(fā)成為廢氣排放。目前,有機(jī)廢氣排放處理措施采用大風(fēng)量低濃度,其處理一般采用吸附濃縮技術(shù)、等離子光解技術(shù)、或UV光解技術(shù)等等。
二、半導(dǎo)體制造行業(yè)廢氣處理工藝:
半導(dǎo)體制造行業(yè)廢氣預(yù)處理設(shè)備(根據(jù)具體項(xiàng)目及廢氣源實(shí)際工況,可能涉及到粉塵去除、水氣分離、高溫降溫處理、油膏油脂去除、酸堿水霧去除等相應(yīng)的預(yù)處理措施)等離子UV光解除臭廢氣凈化器高排
三、等離子UV光解除臭廢氣凈化器工作原理:
1、主要采用脈沖高頻高壓等離子體電源和雙介質(zhì)齒板放電裝置,放電形式產(chǎn)生高濃度離子。等離子體是一種聚集態(tài)物質(zhì),其所擁有的高能電子能在毫秒級(jí)的時(shí)間內(nèi),瞬間擊穿空氣和廢氣分子,發(fā)生一系列分化裂解反應(yīng),產(chǎn)生高濃度、高強(qiáng)度、高能量的活性自由基和各種電子、離子等,在與機(jī)廢氣中的分子碰撞時(shí)會(huì)發(fā)生一系列基元物化反應(yīng),并在反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生多種活性自由基和生態(tài)氧,即臭氧分解而產(chǎn)生的原子氧?;钚宰杂苫梢杂行У仄茐母鞣N病毒、中的核酸,蛋白質(zhì),使其不能進(jìn)行正常的代謝和生物合成,從而致其死亡;而生態(tài)氧能迅速將有機(jī)廢氣分子異味氣體分解或還原為低分子無(wú)害物質(zhì);另外,借助等離子體中的離子與物體的聚合吸附作用,可以對(duì)小至亞微米級(jí)的細(xì)微有機(jī)廢氣顆粒物進(jìn)行有效的吸附沉降處理。
2、利用特制的高能UV紫外線光束照射惡臭氣體,裂解惡臭氣體的分子鍵,降解轉(zhuǎn)變?yōu)榈头肿踊瘜W(xué)物,如二氧化碳和水等物質(zhì)。
3、利用高能臭氧分解空氣中的氧分子產(chǎn)生游離氧,即活性氧,因游離氧所攜正負(fù)電子不平衡所以需與氧分子結(jié)合,進(jìn)而產(chǎn)生臭氧,使呈游離狀態(tài)的污染物分子與臭氧氧化結(jié)合成小分子無(wú)害或低害的化合物。如CO2、H2O 等。 UV+O2O-+O*(活性氧)O+O2O3(臭氧)。
4、利用特制的TiO2二氧化鈦光觸媒催化氧化泡沫鎳過(guò)濾板,在UV紫外光的照射下,產(chǎn)生光觸催化反應(yīng),極大地提升和加強(qiáng)了紫外光波的能量聚變,在更加高能地裂解廢氣和惡臭氣味分子的同時(shí),催化產(chǎn)生更多的活性氧和臭氧,對(duì)廢氣和惡臭氣味進(jìn)行更徹底地催化氧化分解反應(yīng),使其降解轉(zhuǎn)化成低分子化合物、水分子和二氧化碳,從而達(dá)到脫臭及殺滅的目的;泡沫鎳既有金屬鎳耐高溫、抗腐蝕、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的特征,又具有泡沫獨(dú)特的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),以它為基體,附載納米二氧化鈦開(kāi)發(fā)而成的復(fù)合光催化泡沫金屬濾網(wǎng)繼承了泡沫鎳的所有優(yōu)點(diǎn),超過(guò)95%的孔隙率保證了良好的空氣通透性,而在其包面分布均勻的光觸媒材料比表面積大,表面覆蓋率高,限度增大了與空氣和紫外線的接觸面,加之泡沫金屬的三維特性,使得光催化反應(yīng)腔飽滿,保證了其光催化效率.
5、除惡臭:能去除揮發(fā)性有機(jī)物(VOC)及各種惡臭味,脫臭效率可達(dá)99%以上。
6、無(wú)需添加任何物質(zhì):只需要設(shè)置相應(yīng)的排風(fēng)管道和排風(fēng)動(dòng)力。
7、適應(yīng)性強(qiáng):可適應(yīng)中低濃度,大氣量,可每天24小時(shí)連續(xù)工作,運(yùn)行穩(wěn)定可靠。