半导体等行业超纯水系统的基本设计指引
半导体等行业超纯水系统的基本设计指引如下:
- 系统定义与水质要求:
超纯水定义:狭义为去离子水,去除水中离子(如Na?、Ca2?、Mg2?、Cl?等)以提高电阻值(Ω·cm);广义进一步去除SiO?、颗粒物、细菌、有机物及微生物,达到电子工业用水标准。
水质目标:电阻率需达18MΩ·cm以上,满足半导体精密制程需求。
- 制备工艺流程:
预处理单元:
流程:自来水→原水箱→原水泵增压→砂滤器(石英砂过滤)→炭滤器(活性炭过滤)→阻垢剂加药→保安过滤器。
作用:去除悬浮物、胶体、余氯及部分有机物,保护后续反渗透膜。
反渗透模块单元:
原理:以压力差为驱动力,水分子透过膜,截留离子、细菌及病毒,实现脱盐。
组成:高压泵、反渗透膜、压力容器、仪器仪表、阀门、机架、管道及独立化学清洗装置。
效果:两级反渗透后,产水电阻率达15MΩ·cm(25℃)。
- EDI模块单元:
原理:结合膜法与离子交换法,通过离子交换、电场迁移及树脂电再生,连续制取高质量纯水。
组成:增压泵、膜堆、电源、仪器仪表、阀门、机架及管道。
优势:无需化学再生,运行成本低,产水稳定。
- 抛光混床模块单元:
树脂特性:采用核子级超纯水混床树脂(如Tulsimer? MB 106 UP),经特殊处理,再生效率极高,杂质含量极低,交换能力强,机械强度高。
作用:进一步脱盐,确保出水水质稳定,电阻率达16~18.2MΩ,生产无硅纯水。
应用:半导体、实验室、药品、凝结水精制等领域。
- 供水单元:
流程:纯水水箱→纯水供水泵增压→紫外线消毒器(254nm)→抛光混床→0.22微米过滤器→纯水供水管→使用点。
终端过滤:0.22μm微滤膜过滤器截留微粒及细菌尸体,确保生物学指标达标。过滤器由罐体、滤芯及压力表组成,需定期更换滤膜。
关键设备与材料:
反渗透膜:核心脱盐部件,需定期化学清洗。
EDI膜堆:连续运行关键,需稳定电源支持。
抛光混床树脂:推荐Tulsimer? MB 106 UP,适用于半导体等高精度用水,出水电阻率>18.25MΩ。
终端过滤器:0.22μm滤芯,确保出水无菌及无颗粒物。
系统设计要点:
循环供水:采用循环方式,避免死水区,防止细菌滋生。
水质监测:在关键节点设置电阻率、TOC等在线监测仪表,实时反馈水质。
维护管理:定期更换滤芯、树脂及反渗透膜,清洗EDI膜堆,确保系统稳定运行。
附录:核心材料参数:
Tulsimer? MB 106 UP树脂:适用于半导体、显示器、硬盘等领域,进水充分处理及合理混床设计下,出水电阻率>18.25MΩ。
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