湿法转印系统

湿法造粒是口服固体制剂生产经常采用的加工工艺，目标是将通常细而粘的活性成分和辅料加工成更均匀、自由流动的颗粒，方便下游加工。 具有理想特性的颗粒可以有效改善加工性能，包括提高生产量，赋予片剂所需的关键属性等。但是，这意味着湿法造粒制成的粒子通常只是半成品，而非最终产品，从而产生了一个问题，即：如何控制造粒工艺，获得最终能生产出良好片剂的粒子？在第一种情况下，有必要确定潮湿颗粒可测定的参数，以便用来量化粒子属性的差异。 本文描述了全球粉末表征技术领先企业富瑞曼科技和制药加工解决方案主要供应商GEA Group（基伊埃集团）公司双方进行的联合实验研究。本实验采用了基伊埃的ConsiGma? 1连续高剪切湿法造粒及干燥系统，用于造粒，并运用富瑞曼科技的FT4粉末流变仪?进行动态粉体测试。所获得的结果显示了如何根据动态测定潮湿颗粒的结果，来预测成品片剂的属性。研究结果突出表明，动态粉体测试作为一种有价值的工具，可用于加速优化湿法造粒工艺、改善对加工的认识和控制，并对连续加工方法的开发提供支持。湿法造粒的目的和挑战 湿法造粒通常用来改善压片混合工艺的特性，使得粒子在压片过程中拥有优化的加工属性，赋予片剂所需的优点。目的是形成均匀的颗粒，提高压片产量，并使片剂拥有所需的关键品质属性，如重量、硬度以及崩解性能等。 在湿法造粒时，配混料的活性成分、辅料组份和水混合在一起，形成均匀的颗粒。然后，这些均聚体或者粒子得到干燥、研磨、润滑等进一步加工，形成压片机所需的理想喂入材料。这些喂入材料的特性可以通过调节各种加工参数，包括水的含量、粉末喂入速度、螺杆速度等有可能产生影响的造粒等环节来进行控制。通过调节一个或者更多的变量，调节粒子属性，确保粒子在压片机中处于理想的性能状态。 但是，要生产出具有规定属性的粒子，需要认识这些关键的加工参数会对粒子产生何种影响，同时还必须认识粒子属性和最终片剂之间的关系。通过以下实验，可以看出动态粉末测试将如何帮助实现这些目标。动态粉末测试概述 动态粉末测试是对运动中的粉体而非静态粉体进行测量， 并直接测定了松体的流动特性，这有助于在非常接近真实加工环境的状态下对粉体进行表征。可以测得经混合、处于低应力状态、充气甚至呈流体状态下粉体样本的动态特性，以精确模拟加工环境，获得给定工艺条件下直接相关的数据。 当刀片沿着规定路径旋转通过粉体样本时，测量作用于刀片上的扭矩及力，以衡量动态粉末特性。当刀片向下穿过样本时，测得基本流动能（BFE）。它反映了粉体穿过挤出机或喂料机时，在受力状态下的流动特性。比能（SE）测量的则是刀片向上运动时粉体的特性，直接反映了低压环境下，如粉体在重力状态下自由流经模具时的行为特征。加工参数对湿法造粒粒子特性影响的研究 富瑞曼科技和基伊埃集团进行了一项研究，用以确定湿法造粒粒子的动态流动特性是否与片剂的硬度的特性相关。通常情况下，片剂硬度对片剂质量起关键作用。试验采用了基于ConsiGma 25连续高剪切粒子和干燥原理的实验室设备ConsiGma1。 这套系统包含具有专利的连续高剪切造粒及干燥机，可以加工几十克至五公斤、甚至更多的样本。 在该系统上进行的研究有利于促进高效的产品和工艺开发，系统停留时间少于30秒。用ConsiGma1生产的潮湿、干燥的粒子由FT4粉体流变仪进行了表征。 实验项目的第一阶段，对不同造粒条件，如不同含水率、粉体喂入速度和造粒机螺杆速度等状态下的粒子属性进行了评估测试，测试的是基于乙酰氨基酚（APAP）及磷酸氢钙(磷酸二钙)这两种粉体配方的模型。系统地改变了加工参数，并测量了所得到的潮湿粒子的BFE。图2显示的是以不同螺杆速率生产出来的APAP配方粒子的BFE随含水量变化的关系。 收集到的APAP配方数据显示，如果螺杆速度保持不变，则随着含水量增加，BFE也升高。当含水率相同时，低螺杆速度同时会产生高BFE的粒子。两种趋势都会出现，因为高含水量、低螺杆速度，造成喂料多，可能生产出更大、密度更高、粘结性更强、对刀片运动阻力相对更高的粒子。数据同样显示，当含水率为11%、 螺杆速度为600rpm时，所生产的粒子的BFE与采用螺杆速度为450rpm、含水率为8%的粒子的BFE相当。这项发现非常重要，因为它表示，具有相似特性的粒子可以采用不同加工条件获得。 图3显示，含水量和螺杆速度分别保持15%和 600rpm不变，当干燥粉末喂入造粒机的速度降低时，DCP配方制成的粒子的BFE显著增加。 其它数据表明，可以通过降低喂入速率，以更低的含水率得到相同BFE的粒子。如，含水15%、螺杆速度约为 18kg/小时的粒子的特性与含水25%、喂入速度为25kg/小时的粒子相近。结合APAP配混料的研究，结果显示，可以通过加工条件的不同组合来得到具有相同特性的特定粉体。 表1列出了，生产具有不同属性的两组粒子所采用的不同工艺参数。条件1和条件2获得的潮湿颗粒的BFE值约为2200mJ，而条件3和条件4获得的BFE值约为3200mJ。 在下列加工工艺，包括干燥、研磨、润滑等阶段的每一步都测量了粒子的BFE，以改善加工性能。本研究中所采用的流动助剂是硬脂酸镁。在所有这些阶段，不同组的相对BFE值保持不变，第3、4组的BFE值一直高于1、2。 图4模拟了加工过程每一阶段的粒子流动特性。条件3和4显示，干燥后的BFE值有所上升，因为，与条件1和2状态下的粒子相比，条件3和4状态下的粒子相对尺寸大、密度高、机械强度高。 研磨后，尽管粒子密度、形状和韧度差异依然存在，但尺寸更为接近。这也使得BFE的观察结果显得有理可据。这些差别在润滑后保持不变，状态1、2和3、4之间的差别明显。 这些结果清楚表明，可以在各种不同的加工条件下，加工出用BFE衡量的、具有特定流动特性的粒子。这些测试显示，BFE值可用于湿法造粒加工产品和工艺的开发， 但同时也会产生问题，即BFE值是否可以进一步用以预测压片机内的粒子行为，以及，更重要的是，BFE是否可以与片剂关键品质属性直接相关。在粒子动态特性与片剂质量之间建立相关性 采用相同的工艺参数，在压片机中对四批潮湿粒子进行了干燥、研磨、润滑。然后测量了片剂的硬度。图5 为片剂硬度与不同阶段粒子流动性的关系。 结果显示，BFE和片剂的硬度与湿态和干燥的粒子有关，而且与它们的变化极其有关。与潮湿粒子和润滑粒子有关是比较容易理解的。尽管两者的相关性不如它与干燥、研磨过的粒子来得明显。所观察到的润滑过的粒子之间差异性和相关性差应归因于硬脂酸镁的整体影响。 这个数据综合反映了粒子在不同加工阶段的流动性（用BFE进行表征）与最终粒子关键质量属性（此处指硬度）之间存在的直接关系。这意味着，一旦特定的BFE与更理想的片剂硬度相关，就可用于推动对湿法造粒工艺进行的优化。结果表明，假如潮湿粒子能够获得目标BFE，最终以硬度衡量的片剂质量就可得到保障。这为提高产品和工艺开发效率，并且，不管是分批还是连续造粒工艺，都能获得更好的工艺控制路径，创造了机会。面向未来今天，采用传统的批次加工方法依然占支配地位，但业内很多人预期，未来大量的产品会采用连续加工。本文中，富瑞曼科技和基伊埃集团共同为将这一理想变成现实向前迈进了一大步。文章揭示了通过采用不同的工艺条件，有望获得特定的片剂属性，并且指出，动态粉末特性如流动性与最终产品的特性直接相关。 本文最初于2014年3月刊登于《医药制造》杂志。结束 图 图1：FT4粉末流变仪?的基本工作原理。测量刀片（或叶片）在穿过样本时遭遇的阻力，量化所测量粒子或粉末松体的流动特性。图2：为APAP配方制备的粒子的BEF随着含水量的增加以及螺杆速度的下降而增加。图3：为DCP配方制备的粒子的BFE随着喂入速率的下降而显著上升。图4：在造粒的不同阶段BFE变化明显，但不同组的粒子之间会存在明显差异。Figure 5: A strong correlation is found between the BFE of the granules and final tablet hardness图5：粒子BFE和最终片剂硬度之间存在很强的关联度Table 1: Four different processing conditions used to make two distinct groups of granules表1：两组明显不同的粒子采用的4种不同加工条件

盛美半导体设备（上海）股份有限公司(以下简称盛美上海)（科创板股票代码：688082），一家为半导体前道和先进晶圆级封装（WLP）应用提供晶圆工艺解决方案的领先供应商，今推出了支持化合物半导体制造的综合设备系列。公司的150-200 毫米兼容系统将前道集成电路湿法系列产品、后道先进晶圆级封装湿法系列产品进行拓展，可支持化合物半导体领域的应用，包括砷化镓 (GaAs)、氮化镓 (GaN) 和碳化硅 (SiC) 等工艺。化合物半导体湿法工艺产品线包括涂胶设备、显影设备、光阻去胶设备、湿法蚀刻设备、清洗设备和金属电镀设备，并自动兼容平边或缺口晶圆。“随着不同市场的需求增长，化合物半导体行业正在迅猛发展。” 盛美上海董事长王晖博士表示，“通过对这个行业的调研，我们意识到，应利用现有的前道集成电路湿法和后道先进晶圆级封装湿法系列产品中重要的专业知识和技术，来提供满足化合物半导体技术要求的高性价比、高性能产品。我们认为，化合物半导体设备市场为 盛美上海提供了重要的增长机会，因为 GaAs、GaN 和 SiC 器件正成为未来电动汽车、5G 通信系统和人工智能解决方案日益不可或缺的一部分。”盛美上海的化合物半导体设备系列Ultra C 碳化硅清洗设备：盛美上海的Ultra C碳化硅清洗设备采用硫酸双氧水混合物 (SPM) 进行表面氧化，并采用氢氟酸 (HF) 去除残留物，进行碳化硅晶圆的清洗。该设备还集成盛美上海的SAPS 和 Megasonix™ 技术实现更全面更深层次的清洗。Ultra C 碳化硅清洗设备可提供行业领先的清洁度，达到每片晶圆颗粒≤10ea0.3um，金属含量＜ 1E10atoms/cm3水平。该设备每小时可清洗超过 70 片晶圆，将于 2022 年下半年上市。Ultra C 湿法刻蚀设备：可为砷化镓和磷化铟镓 (InGaP) 工艺提供＜2% 的均匀度，＜ 10% 的共面度及＜ 3% 的重复度。Ultra C 湿法刻蚀设备可提供行业领先的化学温度控制、刻蚀均匀性。该设备将于 2022 年第三季度交付给某重要客户，并由其进行测试。Ultra ECP GIII 1309 设备：盛美上海的Ultra ECP GIII 1309 设备集成了预湿和后清洗腔，支持用于铜、镍和锡银的铜柱和焊料，以及重分布层 (RDL) 和凸点下金属化 (UBM) 工艺。设备实现了晶圆内和模内小于3%的均匀度和小于2% 的重复度。该设备已于 2021 年中交付给客户，并满足客户技术要求。Ultra ECP GIII 1108 设备：Ultra ECP GIII 1108 设备提供金凸块、薄膜和深通孔工艺，集成预湿和后清洗腔。设备采用盛美上海久经考验的栅板技术进行深孔电镀，以提高阶梯覆盖率。它可达到晶圆内和模内＜ 3%的均匀度和＜ 2% 的重复度。腔体和工艺槽体经过专门设计，可避免金电镀液的氧化，且工艺槽体具有氮气吹扫功能，可减少氧化。该设备已于去年年底交货给关键客户。Ultra C ct 涂胶设备：盛美上海的Ultra C ct 涂胶设备采用二次旋转涂胶技术，可实现均匀涂胶。设备拥有行业领先的优势，包括精确涂胶控制、自动清洗功能、冷热板模块以及每个腔体的独立过程控制功能。Ultra C dv 显影设备：在化合物半导体工艺中，盛美上海的Ultra C dv 显影设备可进行曝光后烘烤、显影和硬烤的关键步骤。设备利用盛美上海的先进技术，可按要求实现+/-0.03 LPM的流量和 +/-0.5 摄氏度的温度控制。Ultra C s刷洗设备：Ultra C s 刷洗设备以盛美上海先进的湿法清洗技术为基础，实现优秀的污染物去除效果。该设备通过氮气雾化二流体清洗或高压清洗实现高性能，以更有效地清洗小颗粒。此外，设备还可兼容盛美上海专有的兆声波清洗技术，以确保优良的颗粒去除效率（PRE），且不会损坏精细的图形结构。Ultra C pr 湿法去胶设备：盛美上海的Ultra C pr湿法去胶设备利用槽式浸泡和单片工艺，确保高效地进行化合物半导体去胶。该设备最近由一家全球领先的整合元件制造商（IDM）订购，用于去除光刻胶，这进一步验证了盛美上海的技术优势。Ultra SFP无应力抛光设备：Ultra SFP 为传统的化学机械抛光在硅通孔 (TSV) 工艺和扇出型晶圆级封装 (FOWLP)应用提供了一种环保替代方案。在 TSV 应用中，盛美上海的无应力抛光 (SFP) 系统可通过运用专有的电抛光技术去除低至 0.2µm 的铜覆盖层，再使用传统的 CMP 进一步去除剩余铜至阻挡层，并通过湿法刻蚀去除阻挡层，从而显著降低耗材成本。对于 FOWLP，相同的工艺可以克服由厚铜层应力引起的晶圆翘曲，并应用于RDL中铜覆盖层并平坦化 。

8月10日，合肥经济技术开发区管理委员会网站发布关于对合肥至汇半导体应用技术有限公司半导体湿法设备制造项目（一期）环境影响评价文件拟作出审批意见的公示。△Source：合肥经开区网站截图据披露，合肥至汇半导体应用技术有限公司将在合肥经济技术开发区建设半导体湿法设备制造项目（一期），项目总投资1.8亿元，投产后可年产30台年产批次式半导体湿法清洗设备和10台单片式半导体湿法清洗设备。天眼查显示，合肥至汇半导体应用技术有限公司成立于2019年，注册资本1000万元，是上海至纯洁净系统科技股份有限公司的全资子公司，经营范围包括半导体设备、机械设备、自动化设备、计算机及辅助设备、配电开关控制设备制造、销售、维修、调试及技术服务；工业自动化科技、计算机科技、半导体科技领域内的技术研发、技术咨询、技术转让、技术服务等。△Source：天眼查截图据悉，该项目最早可追溯至2019年。2019年5月，至纯科技发布公告称，为顺应我国半导体产业的发展，拟募集资金总额不超过3.56亿元，扣除发行费用后将用于半导体湿法设备制造项目和晶圆再生基地项目，而负责半导体湿法设备制造项目的实施主体正式合肥至汇。△Source：至纯科技公告截图公告显示，半导体湿法设备制造项目建设周期为2年，建成后，主要开展批次式半导体湿法清洗设备和单片式半导体湿法清洗设备的生产制造。至纯科技当时披露，该项目已经取得了合肥经济技术开发区经贸发展局的备案，并取得了合肥市环境保护局经济技术开发区分局出具的《关于合肥至汇半导体应用技术有限公司半导体湿法设备制造项目（一期）审核意见》，认为项目可以在合肥市环境保护局经济技术开发区实施。