半导体纯水制造设备

主要工艺流程及设备

• 预处理系统：
  • 作用：去除原水中的大颗粒杂质、有机物、余氯等，为后续的反渗透和离子交换等深度处理工序提供稳定的进水水质，减轻后续设备的负担，延长其使用寿命。
  • 常见设备：多介质过滤器，通常填充石英砂、无烟煤等滤料，可去除水中的悬浮物、泥沙等杂质；活性炭过滤器，利用活性炭的吸附作用，去除水中的有机物、余氯和部分重金属离子；软化水设备，通过离子交换树脂去除水中的钙、镁等离子，降低水的硬度，防止在后续设备中产生水垢。
    
• 反渗透系统：
  • 作用：在压力作用下，使水通过半透膜，而盐分等杂质被截留，从而达到除盐和去除其他小分子杂质的目的，能有效降低水质的离子含量。
  • 核心部件：反渗透膜，其孔径非常小，能截留水中的绝大部分无机盐、有机物、细菌等杂质。
  • 设备特点：反渗透纯水设备产水品质稳定，是目前比较通用的纯水生产设备，一级反渗透设备出水电阻率一般在 0.05-0.5MΩ.cm。
• 电去离子（EDI）系统 ：
  • 作用：是一种将离子交换技术、离子交换膜技术和离子电迁移技术相结合的纯水制造技术，可进一步去除水中的离子杂质，生产出高纯度的超纯水。
  • 工作原理：在直流电场的作用下，通过隔板的水中电介质离子发生定向移动，利用交换膜对离子的选择透过作用来对水质进行提纯。
  • 优点：无需酸碱再生，消除了有害物质的处理和繁重工作，保护了环境；产水过程稳定连续，水质恒定，操作简便；采用积木式结构，体积小，可依据场地灵活构造，模块化设计便于维护。
• 抛光混床：
  • 作用：作为高纯度水处理系统中的终端精制器，能够将水中的离子含量降到极低的 ppb 级别，使出水电导率达到接近理论纯水的水平，通常出水电阻率可达 18.2MΩ・CM。
  • 原理：利用离子交换树脂的离子交换作用，进一步去除水中残留的微量离子。
• 后处理系统：
  • 作用：对经过前面处理工序的纯水进行最后的精制和处理，以满足半导体制造对水质的严格要求，如去除水中的颗粒、有机物、微生物等杂质，并调节水的 pH 值等参数。
  • 常见设备：紫外线杀菌器，利用紫外线照射杀灭水中的细菌、病毒等微生物；精密过滤器，通常采用微孔滤膜，可去除水中的微小颗粒杂质，确保出水的颗粒度符合要求；离子交换柱，用于进一步调整水中的离子组成和浓度，以达到特定的水质要求；脱气膜组件，用于去除水中的溶解气体，如氧气、二氧化碳等，防止其对半导体制造过程产生不良影响。

设备特点

• 出水水质高：能够生产出电阻率高达 18.2MΩ・cm（25℃）以上的超纯水，水中的杂质含量极低，如颗粒、有机物、微生物、离子等杂质都被严格控制在 ppb 级甚至更低。
• 稳定性好：采用先进的自动化控制系统和优质的部件，确保设备在长时间运行过程中，能够稳定地生产出符合要求的纯水，不受原水水质波动和外界环境变化的影响。
• 无需酸碱再生：如采用 EDI 技术的设备，无需使用酸和碱对离子交换树脂进行再生，减少了化学药剂的使用和废水处理成本，同时也避免了因酸碱再生带来的操作风险和环境污染 。
• 自动化程度高：可实现全自动控制，包括进水、预处理、反渗透、EDI、后处理等各个环节的自动运行、监控和调节，易于操作和维护，减少人工干预，提高生产效率。
• 运行成本低：相比传统的离子交换等纯水制造方法，由于减少了酸碱再生、废水处理等环节，以及设备本身的节能设计和高效运行，使得运行费用较低。
• 占地面积小：设备结构紧凑，采用模块化设计，可根据实际需求灵活组合和安装，节省了厂房空间 。