半导体行业超纯水质量会有哪些要求?

　超纯水的应用领域涵盖了整个电子行业，还有许多新能源行业也有涉猎，比如我们常说的芯片、半导体、光伏等等。今天我们主要来说一下半导体领域中超纯水的应用。在半导体生产中，超纯水都会被应用在哪里?答案是在晶圆冲洗、化学品稀释、化学机械研磨、洁净室环境中都会应用到。那么，质量会有哪些要求?虽然每个行业都使用所谓的“超纯水”，但质量标准却各不相同。半导体所用的超纯水需要达到的水质标准为：我国电子工业部电子级水质技术标准(18MΩ.cm、15MΩ.cm、10MΩ.cm、2MΩ.cm、0.5MΩ.cm五级标准)、我国电子工业部高纯水水质试行标准、美国半导体工业用纯水指标、日本集成电路水质标准、国内外大规模集成电路水质标准。

工艺流程：自来水→PP过滤器→AC过滤器→保安过滤器→增压泵→RO反渗透膜→预纯化柱→超纯化单元→紫外→超纯水 根据不同实验要求可加配超滤和终端过滤器

作用:1、PP过滤器：独特、精密的外松内紧渐进式结构，可有效防止微孔堵塞，净化水通量高，可滤除源水中细小颗粒、悬浮物、胶体等杂质，防止反渗透膜被污染。过滤器内装PP滤芯，需定期清洗和更换，保证过滤水质和水量。

2、AC过滤器：此AC过滤器的主要作用是有效去除水中残余的游离氯和有机机物，除色、除味。由于自来水中含有余氯，而残余氯是强氧化剂,会对离子交换树脂、反渗透膜造成损害,因此必须除去。

该滤料具有无数微孔，比表面积大，这样与水充分接触，可以吸附水中的有机物和游离氯，净化水质,以保证反渗透膜不受氧化剂破坏,避免被有机物污染。

3、保安过滤器：此保安过滤器作用是进一步除去水中有机物、胶体和细菌等杂质，使出水的污染指数降低到5以下，保证反渗透部分的正常运行。

4、RO反渗透膜

原理：在进水(浓溶液)侧施加 *** 作压力以克服自然渗透压，当高于自然渗透压的 *** 作压力施加于浓溶液侧时，水分子自然渗透的流动方向就会逆转，进水(浓溶液)中的水分子部分通过膜成为稀溶液侧的净化产水。

反渗透处理能精密的滤除水中的细菌、病毒、金属、盐类、农药及各种致癌物质，减少水中离子含量。可大量节省能源；降低系统的运行费用。

——膜脱盐率＞99% 除菌率>99.5%

——对有机物有良好的去除效果，截流分子量在300以下

——不用化学剂和酸碱再生处理，无污染

——系统设计简单， *** 作方便，产品水水质稳定，占地面积小

——运行维护和设备维修工作量极少，运行费用低

5、预纯化柱

纯化柱内装阴阳离子交换树脂，在离子交换反应中，水中的阳离子（如Na+）被转移到树脂上去了，而离子交换树脂上的一个可交换的H+转入水中。Na+从水中转移到树脂上的过程是离子的置换过程。而树脂上的H+交换到水中的过程称游离过程。因此，由于置换和游离过程的结果，使得Na+与H+互换位置，这一变化，就称为离子交换。同理，阴树脂置换出OH-，从而生产H2O。树脂交换具有交换容量高、水流阻力小、机械强度高、化学稳定性好，同时又具有可逆性的交换反应，便于再生，对各种不同离子吸附的选择来达到除盐、提纯的目的。经过预纯化柱的纯水电阻率可达10~15 MΩ•cm@25℃

6、超纯化柱：由预纯化柱产出的电阻率10~15 MΩ•cm经过超纯化柱进一步去除残余的导电离子，从而产出电阻率可达18.25MΩ•cm超纯水。

7、紫外灭菌器

管道式在线灭菌处理，254nm波长的紫外灯能够有效杀灭水中细菌。

原理：细菌中的核酸吸收了紫外光的能量而改变了自身的结构，进而破坏了核酸的功能所致，当核酸吸收的能量达到致死量而紫外光的照射又能保持一定时间时，细菌便大量死亡。

波长为185nm紫外灯和TOC消解仪能够充分地分解超纯水中残余的有机成份，降低TOC浓度。

8、超滤

该超滤膜组件的分子截留量为5000Dalton,以确保能有效的去处超纯水中的热源

9、终端超滤

膜孔径为0.2um，用于超纯水的终端过滤，避免取用超纯水时受到二次污染。

‍‍

制备电子工业用超纯水的工艺流程

电子行业制备超水的工艺大致分成以下几种：

1、第一种则是传统的制备超纯水的方法，即：离子交换树脂法。工艺流程是：原水经过沙炭过滤器再由沙炭过滤器进入精密过滤器，再由此进入原水箱经过阳床、阴床、混床之后，再利用纯水泵加压进入后置精密过滤器最终完成用水点。

2、第二种是反渗透设备加上离子交换树脂法。工艺流程是：原水经过沙炭过滤器再由沙炭过滤器进入精密过滤器，再由此进入原水箱经过反渗透设备之后，运用混床工艺到达纯水箱再利用纯水泵加压进入后置精密过滤器最终完成用水点。

3、第三种是在反渗透的基础上加上电去离子(EDI)设备，这是我公司最新工艺，也是最环保，最经济，最具发展力的超纯水制备工艺。工艺流程是：原水经过沙炭过滤器再由沙炭过滤器进入精密过滤器，再由此进入原水箱经过反渗透设备之后运用电去离子(EDI)工艺之后到达纯水箱再利用纯水泵加压进入后置精密过滤器最终完成用水点。

三种制备电子工业用超纯水的工艺比较

超纯水制取的任何一种工艺，都有自己的优点和不足的地方，以上三种工艺，从最传统的工艺到最先进的工艺流程，都具有一定的可行性和不足性，我公司人员对其优缺点进行整理，内容如下：

1、第一种工艺：优点就是初级的投资比较少，也不用占太大地方。缺点就是要树脂再生的次数较多，要经常性的。酸碱的耗费量大并对环境有一定影响。

2、第二种工艺：优点是耗费的酸碱要比传统工艺少很多，对于环境还是会有影响。

3、第三种工艺：优点是这种工艺法是目前为止最经济环保的新型工艺，也不酸碱，对环境也不会有影响。缺点是价格相对于以上两种工艺要贵很多。

‍‍

---