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超纯水机-仪器知识 l 电子行业为什么要用到超纯水设备

2022年07月06日

超纯水是为了研制超纯材料（半导体原件材料、纳米精细陶瓷材料等）应用蒸馏、去离子化、反渗透技术或其它适当的超临界精细技术生产出来的水，其电阻率大于18 MΩ.cm，或接近18.3MΩ.cm(25℃)。那么关于电子行业超纯水你又知道哪些呢？下面我们一起看看吧。

科普一：电子行业为什么要用到超纯水设备？

        超纯水在以电路板为主的电子元器件生产中的作用越来越重要，超纯水的质量已成为影响电路板、电子元器件产品质量、生产产量和生产成本的重要因素之一。在电子元器件的生产中，超纯水主要用于清洗水和用于配制各种溶液、浆液，不同的电子元器件在生产中对纯水和水质的要求是不同的。

        在晶体管和集成电路的生产中，超纯水主要用于清洗硅片，少量用于制备药液、硅氧化的水蒸气源、一些设备的冷却水、制备电镀液等。集成电路生产中80%的工序都需要用高纯水来清洗硅片，水质的好坏与集成电路产品的质量和生产量有很大关系。水中的碱金属(K、Na等)会使绝缘膜产生耐压，重金属(Au、Ag、Cu等)会使PN结电压降低，III族元素(B、Al、Ga等)会使N型半导体特性变差，V族元素(P、As、Sb等)会使P型半导体特性变差。会使P型半导体特性变坏，水中的细菌经过高温碳化后的磷（约占灰分的20-50%）会使P型硅片的局部区域变成N型硅而导致器件性能变坏，水中的微粒（包括细菌）如吸附在硅片表面，就会造成电路短路或特性变差。

        电子超纯水设备是为了保证电子产品的质量安全，促进电子行业的健康运行，电子超纯水设备用于集成电路生产中高纯水清洗硅片、半导体材料、晶圆材料的生产、加工。

科普二：电子行业超纯水的等级

　　目前，我国电子工业部把电子级水质技术分为四个行业等级，分别为18MΩ.cm、15MΩ.cm、12MΩ.cm、0.5MΩ.cm，以区分不同水质。半导体、集成电路芯片及封装、液晶显示器、高精度电路板、光电器件、各种电子器件、微电子工业、大规模、超大规模的集成电路都需要使用大量的纯水、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，对水质的要求就越高。

科普三：电子行业超纯水制取工艺

　　1、采用离子交换树脂制备超纯水的传统水处理方式，其基本工艺流程为：原水→沙炭过滤器→精密过滤器→原水箱→阳床→阴床→混床（复床）→纯水箱→纯水泵→后置精密过滤器→用水点

　　2、采用反渗透水处理设备与离子交换设备进行组合的方式，其基本工艺流程为：原水→沙炭过滤器→精密过滤器→原水箱→反渗透设备→混床（复床）→纯水箱→纯水泵→后置精密过滤器→用水点

　　3、采用反渗透水处理设备与电去离子(EDI)设备进行搭配的方式，其基本工艺流程为：原水→沙炭过滤器→精密过滤器→原水箱→反渗透设备→电去离子(EDI)→纯水箱→纯水泵→后置精密过滤器→用水点

　　4、采用反渗透水处理设备与电去离子(EDI)设备及抛光混床的组合方式，其基本工艺流程为：预处理过滤器→保安(精密)过滤器→RO反渗透→EDI→氮封水箱→抛光混床→新型循环管道→用水点（莱特莱德新工艺）

科普四：超纯水制备工艺特点

　　第1种采用离子交换树脂其优点在于初投资少，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2种采用反渗透作为预处理再配上离子交换设备，其特点为初投次比采用离子交换树脂方式要高，但离子设备再生周期相对要长，耗费的酸碱比单纯采用离子树脂的方式要少很多。但对环境还是有一定的破坏性。

   　第3种采用反渗透作预处理再配上电去离子(EDI)装置，对环境没什么破坏性。其缺点在于初投资相对以上两种方式过于昂贵。

　　第4种采用反渗透作预处理再配上电去离子(EDI)装置、氮封水箱及抛光混床，其中，氮封水箱可以防止CO2等其它物质溶入水中影响水质，保证水箱内的水不受二次污染而导致水质下降。而抛光混床采用无化学析出的核子级树脂，去除纯水中残余的微量带电离子及弱电解质，使水质达到18MΩ.cm以上，新型循环管道，保证水质不被污染。这是目前非常环保的超纯水制取工艺，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。

科普五：电子行业超纯水的具体应用领域

　　1、半导体材料、器件、印刷电路板和集成电路成品、半成品用超纯水。

　　2、超纯材料和超纯化学试剂勾兑用超纯水。

　　3、实验室和中试车间用超纯水。

　　4、汽车、家电表面抛光处理。

　　5、光电子产品。

　　6、其他高科技精微产品。

科普六：关于超纯水的标准有哪些？

　　美国ASTM D5127电子半导体业用纯水水质TypeE-1.2

　　中国国家电子级超纯水标准GBT11446.1-1997EW-Ⅰ标准

　　以上，就是电子行业对超纯水的一些科普，希望能对大家有所帮助。随着超纯水生产技术的不断提高，超纯水设备的应用也越来越多，在电厂化学水处理、食品、饮料、饮用水制备、海水淡化等方面都有重要应用。


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