[发明专利]可再生折叠过滤介质

说明书

本发明提供可再生折叠过滤介质。公开了一种用于洁净室环境的耐热可再生过滤元件，包括折叠过滤介质和框架，所述折叠过滤介质是不会释放出根据ISO 14644‑1标准的高于ISO 6类环境的颗粒的耐热可再生折叠过滤介质，所述折叠过滤介质具有在高达至少190℃的温度下的抗熔融性或抗燃烧性，所述折叠过滤介质包括：至少吸附剂第一层、两个第二耐热层、耐热栅格，所述过滤元件包括耐温密封剂。

本申请是中国专利申请No.201080016341.8的分案申请，该母案的申请日是2010年3月2日，发明名称为“可再生折叠过滤介质”。

技术领域

本发明涉及可再生折叠过滤介质。

背景技术

在涉及洁净室和微电子工业的领域中，通过分子过滤器和过滤器元件来实现对于酸、碱、可凝结物、掺杂剂、氧化剂和挥发性有机化合物(VOC)形式的空传(airborne)分子污染物(AMC)的移除。AMC可导致工艺晶片、电路板、工具、设备等的腐蚀。AMC还可导致掺杂错误、成核错误、光刻工艺相关缺陷，晶片、光学器件、透镜的起雾以及可导致生产中的产率损失或生产设备受损的许多其它问题。可选择使用多种过滤技术，但是它们通常可被分为5种构造。

吸附剂粉末浆料涂布的非织造织物是廉价的并具有低压降，但是由于吸附剂存在量少以及大部分吸附剂被粘合剂覆盖而导致其吸附性能差。该类型通常并不适合洁净室应用。

块状吸附剂堆积床和板可能是最公知的并且可得到宽范围的性价比组合。它们通常是大且重的系统，进行改变需要大量劳力，但是对于具有相对高的污染水平或在必须长时间维持高过滤效率时的应用特别有效。但是，性能可随过滤器的制造和安装方式而大幅度变化。除尘、旁路和高压降也可能是此类型过滤器的关注点。

完全由碳纤维制成的织物：碳纤维过滤器的一个主要缺点在于，它们过脏以致于无法在没有针对这些纤维所脱落的颗粒的下游过滤器时用于先进洁净室环境。碳是导电材料并且在生产电子组件的设施中碳的脱落会导致严重的问题。

蜂窝过滤器是在保持低压降的同时达到相对高效率的另一类型，但是由于吸附剂的存在量少导致大部分时间的吸附性能差。除尘也是此类型过滤器的关注点。

吸附剂负载式非织造织物是相对新的“杂化”产品，其通常以折叠形式应用。采用合适的结构和应用，这些产品可在高效率和使用寿命方面提供极高值，以及提供低压降和易操作性。此外，折叠过滤器比上述蜂窝结构更灵活：折叠过滤器可以简单地改变褶皱数目或褶皱高度以任意改变性能。对于仅能调节高度以及需要发展新的昂贵的生产工艺来调节压降影响或孔数/cm²的蜂窝结构而言，这是不可能的。而且，改变吸附剂类型也远比使用折叠元件要复杂得多。

在具有高污染物水平或污染物(例如低沸点VOC)难以消除的一些应用中，通常将要求块状吸附剂堆积床过滤器达到合理的寿命/使用次数。此类过滤器在洁净室(空气处理单元、风扇过滤器单元、微环境或工具)内部是不可接受的，这是因为产生的压降和能量成本。现有的洁净室通常不能在不进行重构和实质性投资的情况下对这些系统进行翻新。此外，为了保护洁净室的高洁净水平，必须与床式过滤器组合安装颗粒过滤器，从而进一步增加压降并增加能量成本。另一方面，使用较小且较洁净的过滤器由于非常频繁的过滤器更换而导致对于消费者而言拥有成本(CoO)的吸引力下降。

移除AMC所涉及的物理化学机制可描述如下：气体/蒸汽分子在吸附剂内部扩散，即它们从高浓度区域向低浓度区域移动。扩散速率与两种浓度之差直接相关。当吸附剂内表面被气体/蒸汽分子覆盖时，过滤器效率开始下降。内表面性质即存在的活性表面基团以及最重要的孔径分布将决定何种气体/蒸汽分子被阻挡。当滤出的气体/蒸汽达到不可接受的水平时，需要更换过滤器。通常，过滤器被废弃并安装相对昂贵的新过滤器。

可再生过滤器在诸如交替使用或交替再生的双吸附剂床的固定设备中是已知的。通常，在此类系统中只使用一种类型的吸附剂。