2020年3月,microLED开发商普莱西(Plessey)与Facebook签署了一项独家协议,开发新技术,用于面向消费者的增强现实(AR)眼镜。该协议将导致普莱西的制造产量大幅增加,尽管存在制造能力,但清洁制造线上工具所需的超纯水系统有限。在例行健康检查之后,Envirogen Group提议进行升级,使工艺水产量翻一番,与新装置相比节省了100多万英镑。接下来的项目将看到整个工业水处理过程在六个月内上线,在严格的ASTM标准中,在国家封锁期间。
从过滤到水处理
微循环制造是一种精确且高度专业化的过程,在线中使用超过60个单独的制造工具,每个都需要流动超纯水确保最终产品无污染。即使是少量的残留物也会导致产品失效,因此,水流必须达到严格的美国材料试验学会(ASTM)电子和半导体行业超纯水指南。
作为领先的微led和半导体制造商,Plessey拥有制造能力和经验,能够与Facebook开展这项重要的合作。然而,在老化的工业水处理过程中,一个瓶颈意味着只有一半所需的超纯水可以送到生产线。现场的超纯水系统是在20多年前安装的,其中很大一部分在不再需要时已经停止使用。在新的业务中,整个工业水处理过程需要重新上线,并保证可靠性。
“我们已经与Plessey有现有的关系,提供过滤过程产品为另一个业务领域,“象征介绍,everogen john epepson解释道。“当我们听说该网站需要扩展其水处理我们对现有系统进行了健康检查,看看旧的线路是否可以用于生产所需的水量和规格。”
“虽然这对普莱西来说是一个重要而有价值的项目,但如果现有的工业水处理工艺能够升级,在不影响质量的情况下达到要求的标准和产量,安装新的超纯水系统似乎是不经济的。新的制造业产出将需要每小时3000万立方米的超纯水,但这些水还需要符合ASTM电子制造标准,该标准因在所有行业中最为严格而闻名。”
“我们对整个系统进行了全面而彻底的审核,从输入的水流到最终的净化输出,并以新的要求为基准。”从这个评价中,我们推荐了一种性价比高的翻新这将提供在没有投资的情况下提供水质和卷水处理系统.”
以锁定的方式提供交钥匙解决方案
随着健康检查完成,Covid-19锁定限制开始但在线继续进行详细的讨论。Plessey出去市场,envirogen在竞争激烈的过程中取得了成功,反对其他几个水处理解决方案供应商,包括原始设备供应商。
“我们在健康检查期间真正重视球队的诚实,”詹姆斯罗素,高级设施工程师,高级设施工程师普莱恩说。“envirogen团队花了时间了解我们的确切要求。我们要求的ASTM标准超过了每个其他行业的标准,它可能会直接跳进新安装,但envirogen向我们展示了我们如何在不影响质量的情况下使用现有资产。我们在一个紧张的时间内完成了我们在非常具有挑战性的景观中实现的一切。“
“一旦我们签署了提案,这才是真正的工作开始的时候,”James继续说。“当我们签署合同时,我们处于封锁状态,但如果我们要实现开始生产的目标,超纯水系统需要在2020年10月之前启动和运行。我们为增强现实而制造的微led是开创性的,当你在研究下一代颠覆性技术时,没有任何延迟的余地。环境公司的工程团队在遵守严格规定的情况下竭尽全力到达现场。该公司还颁发了特别许可证,允许工程师在此过夜,继续进行系统升级工作。”
更新每个系统而不会破坏流程
超纯水系统所需的每个元素翻新或升级,但目前的制造过程不能停滞不前。
环境集团商务总监约翰·杰普森说:
“本质上,我们需要对供应整个工厂的活体循环系统进行心内直视手术。这始终是一个挑战,但我们也有额外的压力,保持严格的水质标准自始至终。我们研究的是十亿分之一(ppb)的二氧化硅和总有机碳(TOC)的水平,所以一个微小的变化可能会在这个水平上产生重大影响。”
为了在整个翻新期间维护ASTM标准,该团队开始在预处理阶段工作,并在下游工作,逐步增加先前冗余和现场系统的质量标准。在每个阶段,解决了潜在的瓶颈,以确保每小时30m³超纯水是实现。
分阶段整修方法保持了美国材料试验学会的带电系统标准
第1阶段:预处理过滤
进水首先通过两个现有的多媒体过滤系统。这些系统进行了升级,并增加了第三个系统,以提供下游工艺所需的流量。第三个系统现在提供与前两个系统组合相同的输出。
第二阶段:反渗透处理
一个三种方式反渗透系统在现场恢复。已经在使用的反渗透系统上更换了膜,第三个单元被修复、重建并连接到其他系统。
第3阶段:粗加工床
为所有四个粗加工床安装了新的Demineralisation媒体。通过匹配原始介质中单个珠子的比重和分子量,确保了水标准。所有隔膜控制阀,螺线管执行器和气动线被替换为停止以前报告的未来发生的故障。
第四步:抛光混合床
四个抛光混床单元中的每一个都更换了介质。选择该树脂可提供超低TOC水平,并达到所需的极高电阻率水平。通过将每艘船的容量从650升增加到700升,实现了更大的交换容量。
第5步:TOC还原系统
一个新的紫外线(UV)装置被安装为TOC减少阶段,以替换损坏的装置。该装置是根据订单建造的,并将TOC减少能力从每小时18m³增加到每小时36m³。
第六步:最后过滤处理
最后,在现有的0.1微米双相不锈钢滤芯中安装了新的过滤器过滤器和Triplex0.04微米壳体这在电子制造业以外的领域是不寻常的。该过滤器确保超纯水的二氧化硅小于1 ppb, TOC小于1 ppb,是以前达到的数量的一半,完全符合ASTM指南。高电阻率水平保护在水平大于17.8兆欧姆。
第7步:制造回路消毒
一旦所有翻新和升级工程完成,对翻新的制造回路进行全面的化学消毒,以清除管道中可能存在的任何碎屑、生物膜或细菌。这是通过利用已集成到系统中的现场清洁(CIP)系统实现的水处理厂并确保制造回路处于最佳状态可能接收超纯水.
维持数年的标准
安装后,Envirogen工程师继续提供持续的培训和优化建议。灵活的培训计划意味着操作员在使用更新后的系统时可以得到相关和实用的现场建议。
普莱西还进行了一次持续的调查PureCare服务和维护合同.envirogen工程师定期参加现场以完成计划的维护任务,并确保Plessey继续实现最佳效率和高质量的超纯水标准。
关键成果
- 升级现有超纯水系统,将产量从15m³/h增加到30m³/h
- 冗余设备升级到所需规格,与新安装相比节省了100多万英镑
- 在Covid-19锁定条件下,系统在短短六个月内完成了全面设计、安装和调试
- 完整的制造回路良好化确保了在系统居住的情况下,可以立即将超纯净的水规范交付给生产线
- 工艺用水现已超过ASTM标准,包括:
- 二氧化硅小于1ppb
- 总有机碳低于1 ppb
- 电阻大于17.8兆欧
- 正在进行的PureCare服务,维护和耗材计划确保持续的超纯水系统的优化和效率
- 超纯水将用于推动实现下一代技术所需的开创性制造。
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关于客户端
Plessey是一位获奖的嵌入式技术开发人员,通过将超高密度RGB像素阵列与高性能CMOS背板相结合,产生超高亮度、低功耗和高帧速率的图像源,在新兴的增强和混合现实(AR/MR)显示应用微LED技术的前沿。
