超纯水设备之---电子行业

2023-05-10 14:56:27

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超纯水设备之---电子行业

电子行业为什么要用到超纯水设备？


去离子水/超纯水在电子工业主要是线路板、电子元器件生产中的重要作用日益突出，去离子/超纯水水质已成为影响线路板、电子元器件产品质量、生产成品率及生产成本的重要因素之一，水质要求也越来越高。在电子元器件生产中，去离子水/超纯水主要用作清洗用水及用来配制各种溶液、浆料，不同的电子元器件生产中纯水的用途及对水质的要求也不同。 　　

 

在晶体管、集成电路生产中，超纯水主要用于清洗硅片，另有少量用于药液配制，硅片氧化的水汽源，部分设备的冷却水，配制电镀液等。集成电路生产过程中的80%的工序需要使用高纯水清洗硅片，水质的好坏与集成电路的产品质量及生产成品率关系很大。水中的碱金属（K、Na等）会使绝缘膜耐压不良，重金属（Au、Ag、Cu等）会使PN结耐压降低，Ⅲ族元素（B、Al、Ga等）会使N型半导体特性恶化，Ⅴ族元素（P、As、Sb等）会使P型半导体特性恶化，水中细菌高温碳化后的磷（约占灰分的20-50%）会使P型硅片上的局部区域变为N型硅而导致器件性能变坏，水中的颗粒（包括细菌）如吸附在硅片表面，就会引起电路短路或特性变差。集成电路生产对纯水水质的要求见表1


表1   集成电路（DRAM）对纯水水质的要求

电子超纯水设备是保证电子 产 品 质量 安 全 促进电子业健康运行的依据，电子超纯水设备适用集成电路生产中高纯水清洗硅片、半导体材料、晶元材料生产、加工，纯水一号的电子工业设备广泛的用于在电子业中，而且在电子业中的地位更是蒸蒸日上成为业内发展的主导者。


电子行业超纯水的特点

目前我国电子工业部把电子级水质技术分为五个行业等级，分别为18MΩ.cm、15MΩ.cm、10MΩ.cm、2MΩ.cm、0.5MΩ.cm，以区分不同水质。半导体、集成电路芯片及封装、液晶显示、高精度线路板、光电器件、各种电子器件、微电子工业、大规模、超大规模集成电路需用大量的纯水、高纯水、超纯水清洗半成品、成品。集成电路的集成度越高，线宽越窄，对水质的要求也越高

电子行业超纯水中除了水分子(H20)外，几乎没有什么杂质，更没有细菌、病毒、含氯二恶英等有机物，当然也没有人体所需的矿物质微量元素。超纯水,是一般工艺很难达到的程度，如水的电阻率大于18MΩ*cm，接近于18.3MΩ*cm则称为超纯水。目前，超纯水设备的方法通常采用反渗透，去离子或电去离子(EDI)等工艺。


电子行业超纯水发展的历史进程

第一阶段：预处理过滤器——>阳床——>阴床——>混合床


第二阶段：预处理过滤器——>反渗透——>混合床


现阶段：    预处理过滤器——>反渗透——>EDI(无需酸碱)


电子行业超纯水设备的几中工艺


目前制备电子工业超纯水的工艺基本上是以上三种，其余的工艺流程大都是在以上三种基本工艺流程的基础上进行不同组合搭配衍生而来。现将他们的优缺点分别列于下面：

第一种：采用离子交换树脂制备电子工业超纯水的传统水处理方式，其基本工艺流程为：原水→多介质过滤器→活性炭过滤器→精密过滤器→中间水箱→阳床→阴床→混床(复床)→超纯水箱→超纯水泵→后置保安过滤器→用水点

其优点在于初次投资少，占用的地方少，但缺点就是需要经常进行离子再生，耗费大量酸碱，而且对环境有一定的破坏。


第二种：采用反渗透水处理设备与离子交换设备进行组合制备电子工业超纯水的方式，其基本工艺流程为：原水→多介质过滤器→活性炭过滤器→精密过滤器→中间水箱→反渗透设备→混床(复床)→超纯水箱→超纯水泵→后置保安过滤器→用水点

其特点为初次投资比采用离子交换树脂方式要稍高，但离子再生周期相对要长，耗费的酸碱比单纯采用离子树脂的方式要少很多。是目前比较经济与流行的一种工艺。

第三种：采用反渗透设备与电去离子(EDI)设备进行搭配制备电子工业超纯水的的方式，这是一种制取超纯水的最新工艺，也是一种环保，经济，发展潜力巨大的超纯水制备工艺，其基本工艺流程为：原水→多介质过滤器→活性炭过滤器→精密过滤器→中间水箱→反渗透设备→电去离子(EDI)→超纯水箱→超纯水泵→后置保安过滤器→用水点

这是目前制取超纯水最先进，最环保的的工艺，不需要用酸碱进行再生便可连续制取超纯水，对环境没什么破坏性。其缺点在于初次投资相对以上两种方式过于昂贵。


电子行业超纯水设备技术特征及水质标准

技术特征

1、可连续自动生产，不必停机再生

2、出水水质优于常规离子交换法

3、不需酸碱再生，不污染环境

4、运行成本低，占地面积小

中国电子行业超纯水国家标



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