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超臨界システム - 超臨界二酸化炭素

スペシャル超臨界工程 – 超臨界洗浄システム(Supercritical Cleaning System)
  いんさつ
     超臨界洗浄    超臨界合成    超臨界めっき    超臨界塗装    超臨界染色  
 
超臨界流体洗浄とは、超臨界流体の優秀な特徴を洗浄に適用した工程です。気体と同じような超臨界流体の低い表面張力は、 微細細孔構造にも容易に浸透し、拡散係数が液体より10倍以上大きいため、物質移動速度が大きく、製品から容易に汚染物質を奪うことができます。 超臨界流体は液体とほぼ同じくらいの大きな溶解力を持ちます。従来の化学洗浄は環境規制などで使用が制限されますが、二酸化炭素は環境や人体に無害で優れた洗浄能力を持っているので、代替洗浄技術として現在脚光を浴びています。 超臨界状態でなく、液体状態の二酸化炭素での洗浄も可能です。
초임계 세정
1) Supercritical CO₂ : 表面張力がないため、細孔構造にも容易に浸透して拡散力が良く、物質移動速度が高い.
2) Liquid CO₂ : 優れた溶解力を持つため、無極性物質と炭化水素で構成される有機物を除去することができる
3) Dry-Ice : ドライアイスを表面に衝突させて汚染を除去する洗浄方法で、ペレット(pellet)型とスノー(snow)型がある。
 
Various Sample
PROPERTY PCE VALCLENE 1,1,1 TCA PETROLEUM WATER LCO₂ SCCO₂(C.P)
SolventPower(Kb)
90 31 124 27-45 - 27-45 -
Density(g/ml) 1.6 1.6 1.3 0.78 1.00 0.9-0.6* 0.5
SurfaceTension
(Dynes/cm)
32.3 18 25.6 27.6 72 5 0
FlashPoint(℉) none none none 140-149 none none none
Solubility of Water in
Solvent
0.01 0.009 0.05 0.01 N/A 0.1 0.1
Viscosity(cp)
0.54 0.7
0.9
1.2 0.89 0.07 0.1
Exposure(TLV)(ppm) 100(50)(25) 1,000 200 200 - 5,000 5,000
Kauri ButanolValue(KB value)
が大きすぎると、脂肪まで溶解され、母材に損傷を与えることがあり、接着剤やプラスチックを溶かす可能性がある 
Density
密度が大きいと物理的効果も大きくなり、洗浄効果を向上させる. 
SufaceTension
表面張力が小さいと、隙間に浸透が良くなり、洗浄効果を向上させる。 
Viscosity
粘度が低いほど、Liquidの流量速度が速くなり、洗浄速度を上げる。
 
適用の例
関連分野 材料と部品 汚染物質
宇宙船 高圧ケーブル、ベアリング、リベット シリコーンオイル、潤滑油
レーダー Connectors, transformer, ケーブル Flux residues, dielectric oils
レーザー Optical benches, o-ring 機械油, Plasticizers
ガスシステム Seals Plasticizer, monomers
Cleaning Aid Cotton ball/wipers Cotton-tipped application Organic extractables,
Triglycerides Adhesive residues
半導体 半導体ウェハー 絶縁体
芸術品 僕材芸術品 殺虫防腐剤の残存有毒物質
 
超臨界流体を利用した半導体ウェハーの洗浄
초임계 유체를 이용한 반도체 웨이퍼 세정
 
液体二酸化炭素(Liquid CO2)による洗浄
Spacer 表面の水溶性オイルの除去
* 対象:スペーさー(アルミニウム)
* 汚染:水溶性切削油 - 試料を約5秒間浸漬させる
* 洗浄条件
   - Run Pressure Max : 1000psi(69bar)
   - Run Temperature Max : 22℃
   - RPM : 300(両方向)
   - Run Time : 30min
* 室内温度: 21℃
* Pre-soak :Soy-Methyl EsterにTritonX-100を5%混合して約40℃で試料を15分間浸ける
• FT-IR分析の結果、Pre-soak工程を行った試料はオイル部分のPeakが残存しないが、
  Pre-soakを行わなかった試料はオイル部分にPeakが残存する。
• FT-IR分析で、Pre-soakを行った試料より行わなかった試料の接触角が確然に小さい
  : 水溶性のオイルが落ちた水滴を引っ張って接触角が小さくなる。
=  二酸化炭素は極性物質には溶解力がないため、水溶性のような極性物質の除去には前処理と添加剤が必要
 
Wafer表面での水溶性オイルの除去
Wafer 표면에서의 수용성 오일 제거 * 対象: Wafer
* 汚染: 水溶性切削油 - 試料を約5秒間浸漬させる
* 洗浄条件
   - Run Pressure Max : 1000psi(69bar)
   - Run Temperature Max : 22℃
   - RPM : 300(双方向)
   - Run Time : 30min
* 室内温度: 25℃
* Pre-soak :Soy-Methyl Esterに5%のTritonX-100を混合して約40℃で15分間試料を浸ける。
• Pre-saokを行わなかった試料の表面には染みができた。
• Pre-saokを行った試料の表面はきれいだったが、汚染物がついている。
 
초임계 세정 장비
초임계 세정 장비  1
 
Dimension
Cleaning Vessel 2.5ℓ x 1 set
Max. Working Condition : 600 ㎏/㎠ at 80 ℃
Separate Vessel 5ℓ x 2 set
CO2 Storage Vessel 10ℓ x 1 set
CO2 High Pressure Pump Max. Flow Rate : 100㎖/min x 2 set
Agitator Magnedrive (Bottom)
Pressure Regulating Electric Control Pressure Regulator
Co-Solvent Pump & System Max. Flow Rate : 12㎖/min
Pre-Heater & Heating System Inline Double Pipe Type
Condeser & Cooling System Shell & Tube Type
Control System PC & Electric local Type
* Wafer Moving for the Robot Arms
* All Auto Process System
 
초임계 세정 장비
초임계 세정 장비  1
초임계 세정 장비  1
초임계 세정 장비  1
초임계 세정 장비  1
 
Dimension
Cleaning Vessel 1.5ℓ x 1 set
Max. Working Condition : 550 ㎏/㎠ at 80 ℃
Separate Vessel 1ℓ x 1 set
CO2 High Pressure Pump Max. Flow Rate : 1ℓ/min
Agitator Magnedrive (Bottom)
Pressure Regulating Electric Control Pressure Regulator
Pre-Heater & Heating System Inline Double Pipe Type
Condeser & Cooling System Shell & Tube Type
Control System PC & Electric Local Type
* Wafer Moving for the Robot Arms
* All Auto Process System
* CO2 Supply Unit : 1set
* CO2 Recycle Unit : 1 set
 
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