膜技術(shù)在電子工業(yè)純水制造中的應(yīng)用　

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1、膜技術(shù)在電子工業(yè)純水制造中的應(yīng)用摘要：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)中純水的用途及對水質(zhì)的要求也不同。關(guān)鍵詞：膜技術(shù)純水一、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)要求也越來越高。在電子元器件生

2、產(chǎn)中，高純水主要用作清洗用水及用來配制各種溶液、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，就會引起發(fā)光變色；含鐵在50p

3、pb以上就會使發(fā)光變色、變暗、閃光跳躍；含有機(jī)物膠體、微粒、細(xì)菌等，就會降低熒光層強(qiáng)度及其與玻殼的粘附力，并會造成氣泡、條跡、漏光點(diǎn)等廢次品。在黑白顯像管熒光屏生產(chǎn)的12個工序中，玻殼清洗、沉淀、濕潤、洗膜、管頸清洗等5個工序需使用純水，每生產(chǎn)一個顯像管需用純水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)，就會使液晶顯7F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)對純水水質(zhì)的要求見表1。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

4、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。水中的堿金屬會使絕緣膜耐壓不良重金屬會使PN結(jié)耐壓降低，III族元素會使N型半導(dǎo)體特性惡化，V族元素會使P型半導(dǎo)體特性惡化［2］，水中細(xì)菌高溫碳化后的磷會使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］，水中的顆粒如吸附在硅片表面，就會引起電路短路或特性變差。集成電路生產(chǎn)對純水水質(zhì)的要求見表2。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

5、技術(shù)主要有電滲析、反滲透、納濾超濾、微濾，其工作原理、作用等見表3。與傳統(tǒng)的水處理技術(shù)相比，膜技術(shù)具有工藝簡單、操作方便、易于自動控制、能耗小、無污染、去除雜質(zhì)效率高、運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)，特別是幾種膜技術(shù)的配合使用，再輔之以其他水處理工藝，如石英砂過濾、活性炭吸附、脫氣、離子交換、UV殺菌等，為去除水中的各種雜質(zhì)，滿足日益發(fā)展的電子工業(yè)對高純水的需要，提供了有效而可靠的手段，而且也只有應(yīng)用了多種膜技術(shù)，才能生產(chǎn)出合格、穩(wěn)定的高純水，才能生產(chǎn)出大規(guī)模、超大規(guī)模、甚大規(guī)模集成電路，從而使計(jì)算機(jī)、雷達(dá)、通訊、自動控制等現(xiàn)代電子

6、工業(yè)的發(fā)展和應(yīng)用得以實(shí)現(xiàn)。值得一提的是：當(dāng)原水的含鹽量大于400mg/L時，純水制造的除鹽工序采用R0-離子交換工藝后，比早先單用離子交換可節(jié)約酸、堿90%左右，使離子交換柱的周期產(chǎn)水量提高10倍左右[7]，事實(shí)證明，可以降低純水制造的運(yùn)行費(fèi)用和制水成本，可以減少工人的勞動強(qiáng)度，可以減少對環(huán)境的污染，并可使純水水質(zhì)得到提高并長期穩(wěn)定。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在我國電子工業(yè)引進(jìn)的純水制造系統(tǒng)中，有R0的約占系統(tǒng)總數(shù)的90%,有UF的約占20%，有MF的幾乎為100%[8],而ED在我國國產(chǎn)的純水系統(tǒng)特別是早期投產(chǎn)的純水系統(tǒng)，以及為數(shù)眾多

7、的對純水水質(zhì)要求不高的一般電子元器件制造廠的純水系統(tǒng)中占有相當(dāng)?shù)谋壤Ｈ?、微電子工廠純水站使用膜技術(shù)實(shí)況現(xiàn)以某微電子工廠中的某一純水站使用膜技術(shù)的實(shí)況，說明膜技術(shù)在電子工業(yè)純水制造中的應(yīng)用。其純水制造系統(tǒng)工藝流程。1.前級UF前級UF是用于去除水中的懸濁物、膠體及有機(jī)物，降低水的SDI值，確保R0的安全運(yùn)行。前級UF有5組，每組45根組件，共225根組件，進(jìn)水280m3/h,透過水250m3/h,濃縮水排放，回收率約90%。UF組件為美國Romicon公司生產(chǎn)，型號HF-BZ-20-PM80,組件直徑5in,長43in

8、，內(nèi)壓式中空纖維膜，纖維直徑20mil,共有2940根纖維，膜面積132ft2,膜材料為PS，截留分子量8萬。UF前采用5

9、im保安過濾器。2.一級R0水中加入還原劑Na2S03以防止余氯氧化腐蝕R0膜，加入防垢劑6以防止GaC03、CaS04等在R0膜上結(jié)垢，再經(jīng)5um保安過濾器后由高壓泵打進(jìn)一級R0。一級R0有4組，均為二段。