洁净室过滤器：需求与市场

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洁净室过滤器：需求与市场
发布时间 2007/7/25 点击 3075 次

在洁净室空气的净化方面，越来越强调清除分子污染。气相污染物是半导体工厂所面临的主要问题。因此，过滤器以及过滤器纤维和过滤介质一直在改善质量以满足市场需求。
    过滤器最重要的参数是效率和压降。洁净室的空气处理系统要消耗大量的能量。因此，即便压降有一点点的降低也会减少能源方面的成本，这在电费不断上涨的今天尤为重要。另外，风机电费也是洁净室的很大的花费。因此，选择过滤器，效能高、压降小是优先考虑的因素。
    HEPA过滤器可清除气相系统里产生的微粒，气体通常是空气。清除微粒的效率在测量点为0.3μm时至少为99.97％（即：10,000个粒子中只有3个0.3μm微尘能穿过过滤器），当达到过滤器的额定效率时，通过过滤器的气体速度为3-5fpm。对于0.3μm的DOP烟尘，ULPA过滤器的效率至少为99.999％（最多有0.001％粒子穿过）。
    HEPA或ULPA过滤器的主要元件为框架、过滤介质（通常是滤纸）、分离器、粘合剂和垫片。HEPA过滤器有很多种尺寸。小到1平方英寸大，大到20平方英尺。形状多种多样，常用的有方形、长方形和柱形。每种尺寸和形状都有特殊的用途。
    要清除2μm以下的微粒，HEPA过滤器最经济。要清除2μm以上的微粒应使用比较便宜的过滤器。因此，通常采用一级或两级预过滤器来保护终端过滤器。
    大多数HEPA过滤器的结构是采用多层平行褶的过滤纸。褶非常窄，非常深。典型的2×4×6英寸的HEPA过滤器包含140到190个褶。当气体流过过滤器时，这些褶起着调直气体方向的作用。另外，HEPA过滤器的滤纸对气流的阻力是均匀的，也就是说同时通过过滤器纸的每个褶的气体流量大约相等。过滤纸的两种特性，即均匀阻力和大量的平行褶保证了空气均匀流向12英寸的HEPA过滤器的表面。
    过滤器的价格与它的效率成比例；效率越高，价格越贵。提高效率引起压降增高从而又提高了能源成本。
    由于硅蚀刻工艺和其他工艺过程中使用的气体会伤害过滤介质的玻璃纤维，释放出离子污染物，特别是硼，所以半导体制造商规定过滤介质中减少硼含量。
    气密层是胶合剂或者其他密封材料，用于防止过滤器模块和过滤框之间的泄漏。半导体制造商需要得到他们的工艺过程对某些释气和微量元素污染敏感性的试验数据。
    生命科学中使用的空气过滤器必须能经受住严格的除污处理，而同时又要保证过滤器设计整体性。生命科学应用有两种最重要的过滤器标准，一是过滤性能，还有就是除污材料和工艺过程之间的兼容性。清洁性和化学兼容性限制了HEPA过滤器框架材料对光滑的不锈钢或铝的选择，不锈钢通常在生产设备过滤器中使用，而铝经常用作空调系统过滤器的框架材料。
    大多数生命科学用户在空调系统HEPA过滤器上选择了凝胶密封构架，当正确地安装后，能实现框架与最终使用位置的良好密封。

供应商
    虽然约翰斯•曼维尔（Johns Manville, JM）占有大部分市场，但是还有许多公司生产玻璃纤维过滤介质。JM公司提供了大范围的纤维直径（0.2μm到5.50μm）。Lauscha（LFI）公司提供的玻璃微纤维的直径范围类似，并且还为所有过滤设备生产光学玻璃和碱式硅酸盐（低硼）玻璃微纤维。
有许多公司提供微玻璃纤维过滤介质。例如，Lydall and Hollingsworth & Vose（H&V）是在这个市场的国际大公司。
    H&V HiPerm Plus是一种低风阻过滤介质。用DOP烟试验证明，这种产品效率范围为99.92％-99.9995％。这些产品既有深褶也有微褶设计。
Lydall LydAir桃?工业等级的微玻璃纤维介质的范围从ASHRAE 45％（美国供暖、制冷和空调工程师协会标准）到ULPA（超过99.995％）。这些产品经专门设计，具有耐腐性、容尘能力强等特性，可在恶劣的环境中使用。
    欧洲也生产过滤介质。Fabriano过滤介质公司专门生产用于空气过滤的微玻璃过滤介质。效率等级范围从99.95％到99.999995％，相当于H13-U17级（EN1822）。
现在已有替代微玻璃纤维的产


产品了。膜介质是一种像海绵一样的层聚合物，上边带有从0.03到0.5μm的气孔。由于它的不脱落特性，这种过滤膜已经被吹捧为头等的选择。它消除了从过滤器本身释放出细小玻璃片的可能性。非常重要的是用过滤膜过滤微尘时压降很低。
    W. L. Gore和3M是最早开发过滤膜介质的公司。但是，关于在2×4英尺过滤器中使用经济的过滤介质，并不像过去那么乐观。尽管如此，这种产品仍有前途。
    LydAir?MC是由Lydall公司生产的一种电子聚四氟乙烯（e-PTFE）膜，用于带褶的HEPA过滤器和ULPA过滤器。它可以预先打褶或成卷提供。据说这些产品的性能和物理特性比传统的HEPA过滤器和ULPA介质更好。应用领域包括从微电子洁净室、层流净化罩到设备防护和真空吸尘器用灰尘杯和废气过滤器。Lydall生产能力包括用几种抗菌剂对空气过滤介质处理。
    膜介质在Winchester盘驱动器用的过滤器中具有很好穿透性。唐纳森（Donaldson）公司设计的吸附剂换气过滤器（ABF），用于提供防护来自微粒、烃和酸气体的危害。这种高效过滤膜可从进气中除去微粒，使吸附剂形成胶囊。这种吸附剂采用特殊配方来控制湿度，从内部和外部吸附酸性气体和烃。
    这种盘驱动器过滤器的市场在亚洲非常大。Donaldson公司已经在中国无锡建立了30,000平方形英尺的工厂。该工厂包括一座10,000平方形英尺的ISO 5级（100级）活动地板洁净室，用于过滤器组装间和化学污染分析的现代实验室。该工厂的大部分产品都提供给磁盘驱动器制造商。
W.L.Gore公司还是一家磁盘驱动器过滤介质供应商。该公司生产的过滤膜具0.03μm直径的气孔。Gore公司的过滤膜还用在高效真空吸尘器中。
    制造过滤器的厂家比制造过滤介质的厂家多。然而，Camfil，美国空气过滤器（AAF），Flanders和Donaldson却是最大的公司。

市场
    在购买过滤器方面，亚洲增长最快。洁净室过滤器购买可分为现有设备过滤器的更换和新设施用的过滤器两部分。除HEPA终滤器之外，一般有一个或多个预过滤器。预过滤器比较便宜，但是更换次数比终过滤器多。因此，用户在预过滤器上的花费与终过滤器差不多。Mcilvaine对2008年以前购买新的和更换过滤器进行了预测（见表1）。
    在为新设备购买过滤器方面，美国稍稍超过日本，几乎是其他国家的两倍。
在更换过滤器市场方面，美国比其他国家都大的多。新购过滤器买市场和更换过滤器市场之间的差别是更换过滤器市场是安装过滤器基数的函数，而新过滤器的市场是增长率的函数。国家和地区例如台湾地区，韩国和中国，安装基数很小，但增长率高（见表2）。
    过滤器市场在迅速地全球化。Hollingsworth & Vose公司正在中国建立新工厂。许多过滤器公司已经在亚洲建立了制造厂。AAF在二十世纪是美国最大的过滤器公司，现在归马来西亚拥有。
    将来，对公司贴上地理标签将越来越难。Lenovo获得IBM个人计算机公司就是将来的一个样板。将走出纽约，但不是中国。因此，只要想一想AAF作为马来西亚的公司，Lenovo作为中国的公司，就不由令人迷惑。同样，想一想Donaldson是一家美国公司或者Camfil是一家北欧公司，也将同样使人迷惑。随着过滤器生意在发展中国家增长，供应者将越来越真正地实现全球化。

表1 新购买和更换的过滤器（百万美元）

表2 更换过滤器（百万美元）
[来源：来宝网]

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