用過的 PTFE 濾心清洗再生之後,能不能回到新品水準?與其用形容詞回答,不如直接看數據。下面是 10 nm PTFE 濾心的新品與再生品並列實測:
| 檢測項目 | 單位 | 規格上限(10 nm 品項) | 新濾心 | 再生濾心 |
|---|---|---|---|---|
| 濾效:5 nm 金奈米粒子(GNP) | % | — | 99.4 | 99.3 |
| 有機汙染:非揮發性殘留物(NVR) | mg/device | 18 | 3.5 | 1.8 |
| 金屬汙染:23 種金屬萃出 | ng/device | 3,500 | 330.5 | 353.2 |
| 有機汙染:C12–C30 長碳鏈碳氫化合物 | — | — | < 0.5 ppm | < 0.5 ppm |
資料來源:浚淵科技 PTFE 濾心再生實測(再生製程與工研院合作開發,專利申請中)。實際數據依濾心型式、原使用化學品與污染程度而異。
- 逐項解讀四個指標
- 九個清洗步驟,各在處理什麼?
- 哪些濾心可以再生?
- 再生濾心放在哪裡最划算?
- 送再生的流程與報告內容
- 常見問題
逐項解讀四個指標
濾效 99.4% → 99.3%:膜結構沒有被洗壞
再生製程會用到 SPM、王水蒸氣、HF/HNO₃ 與 Gigasonic 音波能量。最令人擔心的其實不是洗不乾淨,而是把膜洗壞 —— 孔洞被撐大或局部破損,濾效就會下降。
以 5 nm 金奈米粒子挑戰,新品 99.4%、再生品 99.3%,換算成 LRV 分別是 2.22 與 2.15,穿透率從 0.6% 變成 0.7%。這個差距代表孔徑結構基本維持原狀。再生後另外會用完整性測試儀確認濾心結構完好。濾效數字怎麼讀,可以參考〈液體濾心濾效怎麼定義?從常規到奈米級的測試方法差異〉。
NVR 3.5 → 1.8 mg/device:再生品反而比新品乾淨
非揮發性殘留物(NVR)是把萃取液蒸乾後秤重,代表濾心會釋出多少不揮發的有機物。規格上限是 18 mg/device,兩者佔上限的比例如下:
再生品的 NVR 只有新品的一半左右。新濾心在製造與包裝過程中本來就會帶有少量有機殘留,這也是新濾心上線前需要沖洗的原因之一;再生流程中的 IPA 預洗與 1% SPM 氧化步驟,會把使用中吸附的有機物連同這些殘留一起處理掉。NVR 的測法與意義見〈濾心有機析出物怎麼分析?NVR 與 TOC 的測試方法與差異〉。
23 種金屬 330.5 → 353.2 ng/device:略升,仍約為上限的十分之一
再生品比新品高出約 23 ng/device(約 7%),但兩者都只有 10 nm 品項規格上限 3,500 ng/device 的十分之一左右。另外,再生品的金屬潔淨度出貨基準是 Total metals < 2 µg/device(10 吋)。金屬萃出的量測方式見〈濾心金屬溶出物怎麼測?ICP-MS 如何評估濾心潔淨度〉。
C12–C30 長碳鏈碳氫化合物:兩者皆 < 0.5 ppm
長碳鏈碳氫化合物以氣相層析質譜(GC-MS)分析,常與油脂、潤滑類污染有關。新品與再生品都低於 0.5 ppm。
九個清洗步驟,各在處理什麼?
再生不是把濾心泡進強酸就好。浚淵的建議流程(Proposed BKM)分成 4 個模組、9 個步驟,依污染物類型逐段處理:
| 模組 | 步驟 | 條件 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 01 前處理與預潤濕 | 1. UPW 預洗 | 1 L · 單次通過 · Gigasonic | 去除殘酸、預洗水相污染物 |
| 2. IPA 預洗 | 1 L · 30 分鐘 · Gigasonic | 潤濕疏水膜、預洗有機相污染物 | |
| 3. UPW 置換 | 1 L · 單次通過 · Gigasonic | 把 IPA 換成水,回到水相 | |
| 02 有機物去除 | 4. 1% SPM 清洗 | 1 L · 10 分鐘 · Gigasonic | 氧化有機物、裂解分子量較高的物種 |
| 5. UPW 沖洗 | 1 L · 單次通過 · Gigasonic | 去除殘酸、回到水相 | |
| 03 金屬去除 | 6. 5% 王水蒸氣 | 100 mL · 蒸氣 · 10 分鐘 | 以加熱的王水蒸氣去除金屬污染物 |
| 7. UPW 沖洗 | 1 L · 單次通過 · Gigasonic | 去除殘酸、回到水相 | |
| 04 Silica 去除與收尾 | 8. 1% HF + 1% HNO₃ | 1 L · 10 分鐘 · 不開 Gigasonic | 移除 silica 類污染物 |
| 9. UPW 最終沖洗 | 1 L · 單次通過 · Gigasonic | 去除殘酸、完成水相置換 |
每一次 UPW 置換都以 pH 與導電度到達終點為準。表中濃度與時間為建議流程,實際 recipe 依濾心型式與污染狀況調整。
三個設計重點
- 為什麼先處理有機物?邏輯和晶圓濕式清洗相近:有機物會附著、包覆在表面,先把它移除,後段的酸才接觸得到底下的金屬與無機污染。
- 為什麼每個模組之間都要用 UPW 沖洗?為了避免前後藥液直接接觸。最典型的是 IPA 與 SPM:有機溶劑遇到強氧化性的 SPM 會劇烈反應,所以步驟 2 的 IPA 必須在步驟 3 完全換成水之後,才能進入步驟 4。
- 為什麼步驟 2 要用 IPA?PTFE 天生疏水,水進不去膜孔。先用表面張力低的 IPA 把孔內空氣置換掉,後續的水相藥液才碰得到孔內的污染物。原理見〈PTFE 濾心怎麼選?親水型與疏水型選型指南〉。
三項自有技術
哪些濾心可以再生?
| 條件 | 受理範圍 | 注意事項 |
|---|---|---|
| 濾材 | PTFE 濾膜/PFA 材料 | 所有接液材質都必須耐 HF 與強氧化酸 |
| 精度 | 2 nm 至 0.1 µm | — |
| 形式 | 拋棄式(Disposable)、筒式(Cartridge) | — |
| 含不鏽鋼零件 | 可受理 | 請事先告知,改採分流 recipe |
判斷原則很簡單:再生流程會用到 SPM、王水蒸氣與 HF/HNO₃,濾膜、骨架、端蓋、O-ring 每一個接液部件都要耐得住。PTFE 濾膜搭配 PFA 結構的全氟濾心最符合條件;Nylon 等不耐強酸的膜材不適用;含 PP、HDPE 等非氟材質的濾心,請先送樣做材質與相容性評估。
送件時請一併提供:原使用化學品、使用時間、標稱過濾精度。
再生濾心放在哪裡最划算?
PTFE 與 PFA 化學性質極穩定,這是它們的優點,也代表用過的濾心不容易廢棄處理。含氟聚合物的廢棄處理近年受到愈來愈多法規關注,延長每一支濾心的使用次數,就是直接減少廢棄量。
送再生的流程與報告內容
- 樣品評估:確認濾材與化學相容性是否適用本製程。
- 報價:依濾心數量、材質與污染程度確認。
- 再生製程:依四模組九步驟流程處理,並記錄製程參數。
- 潔淨度與濾效驗證:ICP-MS/ICP-QQQ 測金屬萃出、GC-MS 測 C12–C30 長碳鏈有機物、NVR 與顆粒計數量測潔淨度、GNP 5 nm 挑戰驗證濾效、完整性測試確認結構。
- 報告交付:再生前後對照的驗證報告,含 Total metals、NVR、顆粒計數與 GNP 5 nm 濾效,並附製程參數紀錄,數據可追溯。
有機潔淨度(NVR)與濾效以該濾心原型號的規格為驗收基準。目前提供免費體驗預約,服務內容見濾心再生與回收。
常見問題
一支濾心可以再生幾次?
沒有固定次數,取決於原使用化學品與污染程度。每一次再生都以同一組指標重新驗證,並以該濾心原型號的規格作為驗收基準,附再生前後對照報告。
為什麼要做 5 nm 金奈米粒子濾效,只做完整性測試不夠嗎?
完整性測試能抓出明顯的破損,但一支 10 nm 等級的濾心在再生後是否仍攔得住奈米級粒子,要用奈米級挑戰粒子才看得出來。兩項浚淵都會做。
PTFE 濾膜搭配 PP 骨架的濾心可以再生嗎?
需要先評估。再生流程使用 SPM、王水蒸氣與 HF/HNO₃,濾膜以外的骨架、端蓋與 O-ring 也都必須耐受。請提供濾心型號與材質資訊,先做材質與相容性確認。
再生品的金屬比新品高,有沒有風險?
這組數據中再生品為 353.2 ng/device、新品 330.5 ng/device,兩者都約為規格上限 3,500 ng/device 的十分之一。每批再生品都附前後對照報告,可以直接依原型號規格判斷是否適用你的製程位置。
再生濾心可以放回原本的終端過濾位置嗎?
這組數據中,濾效與有機潔淨度維持新品水準,金屬略高但仍遠在規格內;不過實際放在哪個位置,應由使用端依製程風險決定。常見的做法是降規續用、改作前置濾心或增設串聯濾心,逐步累積自家製程的使用經驗。
資料來源
- 浚淵科技《PTFE 濾心再生、回收》10 nm PTFE 濾心再生實測數據
- 浚淵科技〈濾心再生與回收〉服務規格(受理範圍、驗證項目、報告內容)
