一、純水在電子元器件生產(chǎn)中的作用
純水在電子工業(yè)主要是電子元器件生產(chǎn)中的重要作用日益突出，純水水質(zhì)已成為影響電子元器件產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)成品率及生產(chǎn)成本的重要因素之一，水質(zhì)要求也越來(lái)越高。在電子元器件生產(chǎn)中，高純水主要用作清洗用水及用來(lái)配制各種溶液、漿料，不同的電子元器件生產(chǎn)中純水的用途及對(duì)水質(zhì)的要求也不同。
在電解電容器生產(chǎn)中，鋁箔及工作件的清洗需用純水，如水中含有氯離子，電容器就會(huì)漏電。在電子管生產(chǎn)中，電子管陰極涂敷碳酸鹽，如其中混入雜質(zhì)，就會(huì)影響電子的發(fā)射，進(jìn)而影響電子管的放大性能及壽命，因此其配液要使用純水。在顯像管和陰極射線管生產(chǎn)中，其熒光屏內(nèi)壁用噴涂法或沉淀法附著一層熒光物質(zhì)，是鋅或其他金屬的硫化物組成的熒光粉顆粒并用硅酸鉀粘合而成，其配制需用純水，如純水中含銅在8ppb以上，就會(huì)引起發(fā)光變色；含鐵在50ppb以上就會(huì)使發(fā)光變色、變暗、閃光跳躍；含有機(jī)物膠體、微粒、細(xì)菌等，就會(huì)降低熒光層強(qiáng)度及其與玻殼的粘附力，并會(huì)造成氣泡、條跡、漏光點(diǎn)等廢次品。在黑白顯像管熒光屏生產(chǎn)的12個(gè)工序中，玻殼清洗、沉淀、濕潤(rùn)、洗膜、管頸清洗等5個(gè)工序需使用純水，每生產(chǎn)一個(gè)顯像管需用純水80kg[1]。液晶顯示器的屏面需用純水清洗和用純水配液，如純水中存在著金屬離子、微生物、微粒等雜質(zhì)，就會(huì)使液晶顯示電路發(fā)生故障，影響液晶屏質(zhì)量，導(dǎo)致廢、次品。顯像管、液晶顯示器生產(chǎn)對(duì)純水水質(zhì)的要求見(jiàn)表1。
表1?? 顯像管、液晶顯示器用純水水質(zhì)
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項(xiàng)目單位 | 電阻率 MΩ·cm (25t) | 細(xì)菌 個(gè)/ml | 微粒 個(gè)/ml | TOC mg/L | Na+ μg/L | K+ μg/L | Cu μg/L | Fe μg/L | Zn μg/L |
黑白顯像管 彩色顯像管 液晶顯示器 | ≥5 ≥5 ≥5 | ≤5 ≤1 ≤1 | ≤10(Φ＞0.5μ) ≤10(Φ＞1μ) ≤10(Φ＞1μ) | ≤0.5 ≤0.5 ≤1 | ≤10 ≤10 ≤10 | ≤10 ≤10 ≤10 | ≤8 ≤10 ≤10 | ≤10 ≤10 ≤10 | ≤10 ≤10 ≤10 |
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在晶體管、集成電路生產(chǎn)中，純水主要用于清洗硅片，另有少量用于藥液配制，硅片氧化的水汽源，部分設(shè)備的冷卻水，配制電鍍液等。集成電路生產(chǎn)過(guò)程中的80%的工序需要使用高純水清洗硅片，水質(zhì)的好壞與集成電路的產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)成品率關(guān)系很大。水中的堿金屬（K、Na等）會(huì)使絕緣膜耐壓不良，重金屬（Au、Ag、Cu等）會(huì)使PN結(jié)耐壓降低，Ⅲ族元素（B、Al、Ga等）會(huì)使N型半導(dǎo)體特性惡化，Ⅴ族元素（P、As、Sb等）會(huì)使P型半導(dǎo)體特性惡化[2]，水中細(xì)菌高溫碳化后的磷（約占灰分的20-50%）會(huì)使P型硅片上的局部區(qū)域變?yōu)镹型硅而導(dǎo)致器件性能變壞[3]，水中的顆粒（包括細(xì)菌）如吸附在硅片表面，就會(huì)引起電路短路或特性變差。集成電路生產(chǎn)對(duì)純水水質(zhì)的要求見(jiàn)表2。
表2? 集成電路（DRAM）對(duì)純水水質(zhì)的要求[4][5][6]
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集成電路（DRAM）集成度 | 16K | 64K | 256K | 1M | 4M | 16M | |
相鄰線距（μm） | 4 | 2.2 | 1.8 | 1.2 | 0.8 | 0.5 | |
微粒 | 直徑（μm） | 0.4 | 0.2 | 0.2 | 0.1 | 0.08 | 0.05 |
個(gè)數(shù)（PCS/ml） | ＜100 | ＜100 | ＜20 | ＜20 | ＜10 | ＜10 | |
細(xì)菌（CFU/100ML） | ＜100 | ＜50 | ＜10 | ＜5 | ＜1 | ＜0.5 | |
電阻率（μs/cm，25℃） | ＞16 | ＞17 | ＞17.5 | ＞18 | ＞18 | ＞18.2 | |
TOC(ppb) | ＜1000 | ＜500 | ＜100 | ＜50 | ＜30 | ＜10 | |
DO(ppb) | ＜500 | ＜200 | ＜100 | ＜80 | ＜50 | ＜10 | |
Na+(ppb) | ＜1 | ＜1 | ＜0.8 | ＜0.5 | ＜0.1 | ＜0.1 | |
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二、膜技術(shù)在純水制造中的應(yīng)用
純水制造中應(yīng)用的膜技術(shù)主要有電滲析（ED）、反滲透（RO）、納濾（NF）、超濾（UF）、微濾（MF），其工作原理、作用等見(jiàn)表3。
表3? 純水制造中常用的膜技術(shù)
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膜組件名稱(chēng) | ED | RO | NF | UF | MF |
微孔孔徑 | ? | 5-50埃 | 15-85埃 | 50-1000埃（1μm） | 0.03-100μm |
工作原理 | 離子選擇透過(guò)性 | 1.優(yōu)先吸附-毛細(xì)管理論 2.氫鏈理論 3.擴(kuò)散理論 | 同左 | 濾膜篩濾作用 | 同左 |
作用 | 去除無(wú)機(jī)鹽離子 | ??? 去除無(wú)機(jī)鹽離子，以及有機(jī)物、微生物、膠體、熱源、病毒等 | ??? 去除二價(jià)、三價(jià)離子，M＞100的有機(jī)物，以及微生物、膠體、熱源、病毒等 | ??? 去除懸濁物、膠體以及M＞6000的有機(jī)物 | 去除懸濁物 |
組件形式 | 膜堆式 | ??? 大多為卷式，少量為中空纖維 | 同左 | ??? 大多為中空纖維，少量為卷式 | ??? 摺迭濾筒式 |
工作壓力（Mpa） | 0.03-0.3 | 1-4 | 0.5-1.5 | 0.1-0.5 | 0.05-0.5 |
水回收率（%） | 50-80 | 50-75 | 50-85 | 90-95 | 100 |
使用壽命（年） | 3-8 | 3-5 | 3-5 | 3-5 | 3-6個(gè)月 |
水站位置 | 除鹽工序 | 除鹽工序 | 1.除鹽工序 2.RO前的軟化 | ??? 大多為純水站終端精處理，少數(shù)為RO前的預(yù)處理 | 1.RO、NF、UF前的保安過(guò)濾(3-10μm) 2.離子交換后濾除樹(shù)脂碎片(1μm) 3.UV后濾除細(xì)菌死體(0.2或 0.45μm) 4.純水站終端過(guò)濾(0.03-0.45μm) |
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