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电子半导体超纯水设备工艺介绍及施工要求
时间:2021-12-18 作者:
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超纯水在集成电路工业中主要应用于半导体原材料与工业器皿的清洗和光刻掩模版的制备以及作为硅片氧化用的水汽源等。另外,在薄膜和印刷电路、厚膜电路与其他固态电子器件以及真空管的制作都会使用超纯水。


一、超纯水制造的工艺流程

(一)预处理部分  预处理主要是指对原水进行有效的加工处理,提取符合RO 部分的要求进行给水,预处理主要是用来将原水中的胶体和悬浮物进行去除,从而使得SDI≤5;同时,将游离氯等氧化性物质、部分有机物等去除,从而降低LSI,防止出现各种碳酸盐结垢。在超纯水制造工艺中,常用的传统方式主要是利用多介质过滤器+活性炭过滤器来作为超纯水系统的预处理部分。而半导体厂主要采用粗过滤器+超滤装置来作为超纯水系统的预处理部分,具体原因如下:①由于传统的处理方式 SDI 值不能有效的进行控制,一般情况下SDI>5,不利于后期的系统运行,而采用超滤装置的SDI 就比较稳定,则可以有效的保证后期系统的运行;②与传统的预处理相比,超滤装置的占地面积比较少,可以有效的节约建筑费用与成本;③与传统的处理方式相比,超滤装置的更换更为方便;④伴随着超滤技术的不断深入与发展,超滤技术得到了进一步的完善,均能稳定安全的进行运行,且超滤膜的价格明显降低,在一次性投资与维护费用上与传统的预处理相差不多。

预处理砂炭设备

(二)反渗透部分  在反渗透部分主要使用双级反渗透工艺,可以有效的确保后续工艺的稳定性与安全性。双级反渗透不仅可以将原水中的 99%的悬浮物和胶体进行去除,还可以去除98%以上的溶解盐、微生物、部分CO2以及TOC。其中双级反渗透工艺主要是将双级反渗透进行拆分,这样就可以有效的确保系统运行的连续性,即使再进行更换反渗透膜或者清洗中,就不会导致整个工厂进行停水,可保证关键部分进行持续用水,在一级反渗透前增加SBS和MDC等装置,可以有效的确保一级反渗透系统安全的运行;而对一级与二级反渗透之间添加加碱装置可以有效的提高对原水的CO2 去除。

反渗透设备

(三)电去离子部分  在对反渗透出水中进行深度脱盐时,电阻率能一般要大于15MΩ?cm,近年来,最常用的两种电去离子深度除盐装置有EDI、CEDI等这两个模块。

EDI系统

(四)抛光混床部分  由于超纯水对水质的要求比较高,所以在纯水箱后的输送管道上添加抛光混床,这样就可以有效的确保超纯水系统在产水的过程中比较稳定,而在实际应用中,一般都采用双级抛光混床。

抛光混床系统

(五)UV杀菌器、TOC 脱除器  在电去离子部分前一般会布置UV杀菌器,紫外线波长为254nm,可有效的将水中的微生物与细菌杀死,避免细菌污染。而TOC脱除器主要布置在抛光混床前,紫外线的波长为185nm催化,通过对水中的有机物进行有效的氧化降解,从而确保产水的TOC<100ppb。

紫外线TOC脱除器


二、超纯水系统管道施工

在超纯水系统中的CPVC、PVDF是比较特殊的管道施工工艺,在金属离子、有机碳的析出、无微细粒子以及无活菌繁殖等中,CPVC、PVDF都可以有效的满足超纯水系统的要求,其中管材的加工封装和附件的加工封装等都是在超洁净环境中实行的,因此这两种管道的施工具有一定的特殊性。在超纯水系统中的CPVC主要通过HP-PVC、CLEAN-PVC等方式进行胶水粘接,需要注意的是不可混用。其中在切口的毛刺一定要进行清理干净,并对管道专用的倒角器进行内外倒角,防止被刮,降低因人为操作不当导致管道粘接部位泄漏等情况发生,同时一定要将管道粘接面涂胶涂均匀,在进行涂胶之前,应先用白布将外表存在着的灰尘进行去除,随后再用无尘布蘸丙酮进行清洗。


除此之外,更重要的一点就是CPVC 管道的洁净施工,这也就是与其他管理施工存在的最大区别。由于CPVC 管道粘接施工比较严格,在进行清洁时,应先用进行现场连接,但是由于施工现场比较特殊,管道往往要在现场进行粘接安装,粘接施工的时候禁止在地面进行安装,应在加工平台上进行操作,但需要注意的是,施工现场要保持相对干净,施工时要佩戴一次性手套,施工中要禁止徒手与管道进行接触,在插入管道时应使用紧线器来确保划线插入的深度是否符合标准,在管道插入后需要保持一两分钟。PVDF 管道主要采用焊接的方式进行连接。在施工的过程中要严格注意周围环境的清洁,在焊接时应在洁净的小室内进行,不得在一般的房间进行施工,在进入洁净的小室内时应套用专用的鞋,而管口、附件等在间外应进行封口,不得外露,针对管件的包装材料必须在施工前方可开封,在焊接时应带一次性洁净PVC手套,使用之前应利用异丙醇、酒精等对管端使用无尘洁净布进行清洗。辅助的焊接人员应佩戴洁净棉的手套,在焊接完后应对每个焊口进行仔细的检查,在检查、确认完毕后对焊口进行封存,在运到现场进行法兰连接,其中法兰间的密封材料主要使用 PTFE。在进行管道连接时,现场应量取尺寸,制定加工安装图,再由管道焊接进行加工。



CPVC管道施工


综上所述,对于超纯水系统的施工中,除了要确保管道的封闭性,更要注意管道的施工洁净,所以在施工过程中一定要加强管理,提升施工人员的洁净意识,严格按照洁净施工的要求进行管道施工,从而保证施工质量,使得处理水质达到预期的效果,进而满足业主的需求。


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