DIC 迪爱生 SEPAREL N-670 紧凑型外灌流中空纤维脱气模组技术解析
来源：玉崎半导体（深圳）有限公司
发布时间：2026-06-17 19:13:17
中小流量量产型喷墨、多通道液相色谱、多联微型清洗、中试光刻药液循环系统，对脱气模组提出更大处理流量、小型嵌入式、低表面张力介质兼容、长期量产稳定四大需求。DIC SEPAREL N-670 为 N 系列微型外灌流脱气模组的大通量升级款，在 N-665 迷你机身基础上提升膜丝装填量，额定流量提升一倍，搭载 DIC SS 致密表皮中空纤维膜，依靠外灌流低压损结构，实现水性 / 弱溶剂墨水、光刻稀释液、生化试剂、纯水 ppb 级连续在线脱气，兼顾设备内置轻量化与量产高负荷运行能力。本文从膜分离机理、结构差异化设计、核心技术参数、工况适配、行业落地、运维方案展开完整技术论述。
关键词：DIC N-670；SEPAREL 脱气模组；SS 致密中空纤维膜；外灌流；量产喷墨脱泡；多通道微量流体脱气
一、产品概述与研发定位
DIC SEPAREL N 系列为微型 EF 外灌流脱气产品线，N-670 定位中小量产微量流体脱气单元，是 N-665 流量升级型号，同中型模组 850-S 形成流量阶梯覆盖：
- N-665：0.1～5L/h，桌面单通道、实验室单台小样设备；
- N-670：0.1～10L/h，多通道喷墨、多联清洗、中试循环量产设备；
- 850-S：50～800mL/min，中型量产涂布、单一大流量循环系统。
传统多通道微量流体采用多支 N-665 并联，设备内部管路复杂、真空系统负荷高、成本翻倍；N-670 通过提升膜束有效接触面积，单支即可覆盖双通道 / 多通道流量，简化整机液路布局。
产品核心突破：延续 SS 无孔致密表皮膜，解决含润湿剂、分散剂低表面张力墨水漏液问题；外灌流宽流道抗颜料堵塞，无需加热、无化学消泡剂，串联管路实时在线脱除溶解氧与微米级微气泡。
二、核心工作原理（亨利定律 + SS 双层复合膜传质）
2.1 真空分压差气液分离机理
模组中空纤维内腔持续接入真空负压，液体横向流过膜丝外侧，液相与真空腔形成稳定气体分压差，液体内部溶解 O₂、CO₂、N₂依靠分子扩散穿透膜壁被真空持续抽出；致密表皮层完全阻隔液态介质渗透，实现气液完全分离、无漏液、无介质稀释损耗SEPAREL。
外灌流EF结构原理示意图
2.2 DIC SS 专属致密膜核心优势
膜丝双层复合结构：内层多孔 PMP 聚烯烃支撑层（提供气体扩散通道、机械强度）；外层 1μm 薄无孔致密表皮，仅允许气体小分子通过，物理上杜绝低表面张力墨水润湿穿透膜孔，适配各类添加表面活性剂的喷墨、清洗、光刻药液。
对比传统微孔疏水膜：微孔膜依靠疏水孔截留液体，长期输送醇类、墨水会润湿膜孔造成渗漏；SS 无孔表皮从材料结构规避漏液失效，大幅延长模组使用寿命。
SS膜与普通微孔膜结构对比
2.3 外灌流 EF 流体排布优势（N 系列全系通用）
液体走膜丝外侧、真空通入膜丝内腔：
- 流道间隙宽阔，压力损失极低，不干扰微量计量泵流量精度；
- 横向流体持续冲刷膜外壁，颜料、树脂析出物不易堆积，抗堵塞、反向冲洗易恢复通量；
- 微量大流量工况下流体分布均匀，无局部积气、脱气效率稳定无衰减。
三、N-670 关键结构与材质设计
3.1 整体结构组成
- 膜芯单元：高密度细 SS 中空纤维膜捆束，膜丝装填量相比 N-665 提升近一倍，同等机身尺寸下有效传质面积翻倍；
- 壳体：耐油墨改性 PP 一体注塑成型，全接液无任何金属部件，杜绝铁、铜离子析出污染光刻胶、生化试剂；
- 密封组件：特种耐溶剂 FKM 氟橡胶密封圈，长期浸泡 IPA、乙醇、弱酮类溶剂不溶胀、无小分子析出；
- 管路接口：标准微型外螺纹，可直接转接 1/16 英寸 PFA 微量软管，适配精密仪器标准液路规格。
3.2 无金属洁净设计工程价值
半导体光刻、生化检测、工业喷墨对金属离子极度敏感：金属离子会造成光敏树脂提前聚合、墨水颜料絮凝、光学检测基线漂移。N-670 全程高分子接液材质，满足微电子、医疗实验室高洁净介质输送标准。
3.3 介质兼容范围
- 适配介质：水性喷墨、弱溶剂 / UV 墨水、热升华 / 陶瓷颜料墨水、IPA 稀释光刻液、显影液、纯水、生化试剂、低粘度清洗液；
- 禁用介质：高浓度强氧化性强酸、浓强碱、粘度＞300mPa・s 高粘度树脂、高固含量重颗粒浆料；
- 工作温度区间：5～45℃，高温会加速密封老化、降低膜气体渗透效率。
四、DIC N-670 标准核心技术参数
- 额定处理流量区间：0.1～10 L/h（真空度 2.7kPa 标准工况）
- 脱气性能：溶解氧脱除效率≥99%，出水残氧稳定≤10ppb，全部微米级微气泡完全脱除
- *耐受流体压力：0.2MPa，全流量区间压力损失＜0.02MPa，无憋压、流量曲线无偏移
- 外形尺寸：φ26mm× 长 115mm，圆柱紧凑型，相比 850-S 体积大幅缩小，设备机柜嵌入式安装无空间压力
- 膜丝材质：改性 PMP 聚烯烃 SS 致密表皮中空纤维膜，膜丝外径 180μm
- 流体 / 真空接口：微型标准外螺纹，适配 DN1/16 微量 PFA 软管
- 允许介质粘度：≤300 mPa・s
- 水蒸气透过抑制：相比普通微孔膜降低 70% 水汽渗透，真空泵润滑油乳化、滤芯积水问题大幅缓解，维保周期延长 3 倍
- 连续使用寿命：墨水 / 纯水标准量产工况 5500h 以上，定期反向冲洗可延长至 7500h
五、N-670 五大核心技术竞争优势
5.1 同尺寸双倍通量，简化多通道设备液路
机身仅比 N-665 小幅增大，处理流量提升 *，多通道喷墨、多联清洗设备单支替代多支 N-665 并联，减少接头、降低管路气泡引入风险，整机设计成本更低。
5.2 SS 致密皮层，低表面张力墨水不漏液
市面微型脱气模组普遍无法稳定输送含润湿剂、分散剂的工业墨水，长期量产易渗漏污染设备；N-670 无孔表皮结构，适配全品类印刷油墨，量产长期运行无漏液故障。
5.3 低压力损失，微量泵流量精度不受干扰
液相色谱、压电喷墨依靠高精度微量泵控制流体输出，微小压力波动会造成色谱峰分叉、喷墨飞墨、涂布膜厚不均；N-670 宽流道外灌流结构，串联后不改变原有系统压力、流量参数，无需更换增压泵。
5.4 低水汽渗透，降低真空系统运维成本
常规微孔脱气膜抽真空时大量水蒸气同步抽出，真空泵频繁换油、滤芯频繁更换；N-670 致密表皮阻隔大部分水汽，减少真空系统损耗，降低产线运维工时与耗材成本。
5.5 抗污染易冲洗，量产长期性能稳定
外灌流横向冲刷结构，颜料、树脂析出物不易附着膜外壁；每日停机低压纯水 / 稀释溶剂反向冲洗 3～5min 即可清除污染物，脱气通量无不可逆衰减，适合 7×24h 连续量产设备。
六、分行业工程应用与工艺价值
6.1 多通道工业喷墨、数码印花量产设备
工艺痛点：
多喷头供液管路溶解气体受热、压电震动析出微气泡，喷头断线、飞墨、色彩色差，批量生产喷头损耗成本高；多通道并联小型脱气模组管路复杂，接头易藏气泡。
N-670 解决方案：
单支模组覆盖双通道 / 多通道流量，串联墨盒至喷头供液管路，实时在线脱除墨水中溶解氧与微气泡；兼容水性、热升华、陶瓷、UV 墨水，低压损不改变喷墨供液压力曲线，打印良率、喷头使用寿命提升 40% 以上。
喷墨行业应用场景图
6.2 多通道液相色谱、全自动生化分析仪器
工艺痛点：
多通道试剂、纯水内微气泡干扰光学检测光路，吸光度数据漂移、色谱峰畸变、检测重复性差；仪器内部安装空间狭小，大流量模组无法内置。
N-670 解决方案：
安装于多通道试剂进样管前端，一支模组同步处理多路流体，连续脱除试剂微气泡，保障分光光度、色谱检测基线长期稳定；迷你机身适配分析仪狭小内部安装空间，低水汽渗透保护内置微型真空泵。
6.3 多联微型超声波精密清洗、中试光刻药液循环
工艺痛点：
多工位清洗水路、中试光刻循环管路溶解氧加速元器件氧化，气泡削弱超声波空化清洗效果；光刻药液气泡造成涂布针孔、晶圆局部缺陷。
N-670 解决方案：
中试循环水路在线 ppb 级脱氧，提升多工位清洗洁净度；适配实验室多通道小型涂胶、打样设备，全无金属接液杜绝离子污染光刻药液，减少研发耗材不良损耗。
半导体光刻脱气应用示意图
七、配套系统选型与标准化运维管控方案
7.1 真空系统配套选型
适配微型隔膜真空泵，极限真空≥2.7kPa；禁止油压旋片泵，油雾易反向渗透污染模组；真空管路增设微型水汽过滤滤芯，进一步拦截水蒸气，保护真空泵。
7.2 标准安装管路规范
- 安装位置：微量计量泵下游、喷头 / 检测阀前端，模组竖直安装，液体下进上出，利于气泡向上排出；
- 管路匹配：统一 1/16 英寸 PFA 微量软管，减少管路局部阻力；
- 压力管控：禁止模组承受过 0.2MPa 瞬时冲击压力，管路增设微型稳压缓冲阀。
7.3 日常维护冲洗流程
- 日常巡检：每 7 天排放真空滤芯积水，降低水汽负荷；
- 每日停机冲洗：通入纯水低压反向冲洗 3～5min，冲除膜外壁颜料、树脂残留；
- 长期停机：冲洗完成后干燥模组，两端密封保存，避免有机溶剂长期浸泡密封件；
- 失效判定：流量明显下降、脱气后持续出现气泡、模组渗漏时更换新品。
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