膜技術在電子工業(yè)純水制造中的應用

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1、膜技術在電子工業(yè)純水制造中的應用　　摘要：純水在電子工業(yè)主要是電子元器件生產中的重要作用日益突出，純水水質已成為影響電子元器件產品質量、生產成品率及生產成本的重要因素之一，水質要求也越來越高。在電子元器件生產中，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中純水的用途及對水質的要求也不同。關鍵詞：膜技術純水 一、純水在電子元器件生產中的作用 　　純水在電子工業(yè)主要是電子元器件生產中的重要作用日益突出，純水水質已成為影響電子元器件產品質量、生產成品率及生產成本的重要因素之一，水質要求也越來越高。在電子元器件生產中，高純

2、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中純水的用途及對水質的要求也不同。 　　在電解電容器生產中，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。在電子管生產中，電子管陰極涂敷碳酸鹽，如其中混入雜質，就會影響電子的發(fā)射，進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中，其熒光屏內壁用噴涂法或沉淀法附著一層熒光物質，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50ppb以上就會使發(fā)光變色、變

3、暗、閃光跳躍；含有機物膠體、微粒、細菌等，就會降低熒光層強度及其與玻殼的粘附力，并會造成氣泡、條跡、漏光點等廢次品。在黑白顯像管熒光屏生產的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，就會使液晶顯示電路發(fā)生故障，影響液晶屏質量，導致廢、次品。顯像管、液晶顯示器生產對純水水質的要求見表1。 　　在晶體管、集成電路生產中，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，部分設備

4、的冷卻水，配制電鍍液等。集成電路生產過程中的80%的工序需要使用高純水清洗硅片，水質的好壞與集成電路的產品質量及生產成品率關系很大。水中的堿金屬會使絕緣膜耐壓不良，重金屬會使PN結耐壓降低，Ⅲ族元素會使N型半導體特性惡化，Ⅴ族元素會使P型半導體特性惡化[2]，水中細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。集成電路生產對純水水質的要求見表2。 二、膜技術在純水制造中的應用 　　純水制造中應用的膜技術主要有電滲析、反滲透、納濾、超濾、微濾，其工作原理、作

5、用等見表3。 　　與傳統(tǒng)的水處理技術相比，膜技術具有工藝簡單、操作方便、易于自動控制、能耗小、無污染、去除雜質效率高、運行成本低等優(yōu)點，特別是幾種膜技術的配合使用，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，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，而且也只有應用了多種膜技術，才能生產出合格、穩(wěn)定的高純水，才能生產出大規(guī)模、超大規(guī)模、甚大規(guī)模集成電路，從而使計算機、雷達、通訊、自動控制等現(xiàn)代電子工業(yè)的發(fā)展和應用得以實現(xiàn)。值得一提的是：當原水的含鹽量大于400mg

6、/L時，純水制造的除鹽工序采用RO-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水量提高10倍左右[7]，事實證明，可以降低純水制造的運行費用和制水成本，可以減少工人的勞動強度，可以減少對環(huán)境的污染，并可使純水水質得到提高并長期穩(wěn)定。據統(tǒng)計，在我國電子工業(yè)引進的純水制造系統(tǒng)中，有RO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在我國國產的純水系統(tǒng)特別是早期投產的純水系統(tǒng)，以及為數(shù)眾多的對純水水質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?shù)谋壤?三、微電子工廠純水

7、站使用膜技術實況 　　現(xiàn)以某微電子工廠中的某一純水站使用膜技術的實況，說明膜技術在電子工業(yè)純水制造中的應用。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、膠體及有機物，降低水的SDI值，確保RO的安全運行。前級UF有5組，每組45根組件，共225根組件，進水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，型號HF-BZ-20-PM80，組件直徑5in，長43in，內壓式中空纖維膜，纖維直徑20mil，共有2940根纖維，膜面積132ft2，膜材料為PS，截

8、留分子量8萬。UF前采用5μm保安過濾器。 2.一級RO 　　水中加入還原劑Na2SO3以防止余氯氧化腐蝕RO膜，加入防垢劑6以防止CaCO3、CaSO4等在RO膜上結垢，再經5