半导体纯水机主要用于满足半导体制造过程中对高纯度水的严格需求,通常可分为以下几个主要部分:
预处理系统
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原水增压泵
- 功能:给原水提供动力,使水能够顺利通过后续的处理单元。由于原水的压力可能不足以推动整个水处理流程,增压泵可以将水压提高到合适的范围。
- 应用场景:当原水来自市政供水且压力不足,或者水源处于较低位置需要提升压力时,增压泵发挥关键作用。
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多介质过滤器
- 功能:去除原水中的大颗粒杂质、悬浮物、泥沙等。其内部通常填充有石英砂、无烟煤等过滤介质,通过不同粒径介质的分层过滤,能够有效截留较大的固体颗粒。
- 应用场景:广泛应用于各种水源的预处理,特别是水质较为浑浊的地表水或地下水。
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活性炭过滤器
- 功能:吸附水中的有机物、余氯、异色、异味等。活性炭具有巨大的比表面积和丰富的微孔结构,能够通过物理吸附和化学吸附作用去除水中的多种污染物。
- 应用场景:对于含有余氯的市政供水,活性炭过滤器可以有效保护后续的反渗透膜等设备,防止余氯对膜造成氧化损伤。
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软化器
- 功能:降低水中的硬度,主要是去除水中的钙、镁等离子。通过离子交换树脂与水中的钙、镁离子发生交换反应,将其置换为钠离子,从而达到软化水质的目的。
- 应用场景:当原水硬度较高时,软化器可以防止后续设备(如反渗透膜、管道等)结垢,延长设备使用寿命。
反渗透系统
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保安过滤器
- 功能:作为反渗透膜的最后一道预处理防线,进一步去除水中的微小颗粒,防止其进入反渗透膜组件,避免膜的堵塞和损坏。通常采用孔径较小的滤芯,如 5μm 或更小的滤芯。
- 应用场景:安装在反渗透膜进水端,确保进入反渗透膜的水质符合要求。
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高压泵
- 功能:为反渗透过程提供足够的压力,使水能够克服渗透压,通过反渗透膜,实现水和盐分的分离。高压泵的压力一般需要根据反渗透膜的类型和原水水质进行调整。
- 应用场景:是反渗透系统正常运行的关键设备,为反渗透过程提供动力支持。
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反渗透膜组件
- 功能:是反渗透系统的核心部件,通过半透膜的原理,只允许水分子通过,而截留水中的盐分、有机物、微生物等杂质,从而实现水的高度净化。
- 应用场景:广泛应用于各种纯水制备过程,是去除水中离子和大分子杂质的主要手段。
后处理系统
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混床离子交换器
- 功能:进一步去除水中残留的离子,通过将阳离子交换树脂和阴离子交换树脂混合装填在一个容器中,对水中的阴阳离子进行深度交换,使水质达到更高的纯度。
- 应用场景:用于对水质要求极高的半导体制造工艺,确保水中的离子含量极低。
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EDI(连续电除盐)装置
- 功能:连续电除盐技术是一种先进的脱盐工艺,它结合了离子交换树脂和离子交换膜的原理,在电场的作用下,实现连续的离子交换和再生过程,能够高效地去除水中的离子。
- 应用场景:在半导体纯水制备中,EDI 装置常作为混床的替代或补充,提供稳定的高纯度水。
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紫外线杀菌器
- 功能:利用紫外线的杀菌作用,杀灭水中的细菌、病毒等微生物。紫外线能够破坏微生物的 DNA 结构,使其失去繁殖和生存能力。
- 应用场景:防止微生物在纯水中滋生,保证纯水的微生物指标符合半导体制造的要求。
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终端过滤器
- 功能:去除水中可能残留的微小颗粒和细菌,进一步提高水质的纯度。通常采用孔径更小的滤芯,如 0.22μm 或 0.1μm 的滤芯。
- 应用场景:作为纯水的最后一道过滤防线,确保进入半导体生产设备的水质符合严格的要求。
控制系统
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PLC 控制器
- 功能:可编程逻辑控制器(PLC)是控制系统的核心,它可以根据预设的程序对整个纯水机的运行进行自动化控制,包括设备的启停、参数调节、故障报警等。
- 应用场景:实现对半导体纯水机各个部分的集中控制和自动化运行,提高生产效率和稳定性。
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传感器
- 功能:用于实时监测纯水机运行过程中的各种参数,如压力、流量、水质(电导率、电阻率等)、温度等。传感器将监测到的信号传输给 PLC 控制器,以便进行实时调整和控制。
- 应用场景:确保纯水机在各种工况下都能稳定运行,保证水质符合要求。
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人机界面(HMI)
- 功能:为操作人员提供一个直观的操作和监控平台,通过触摸屏或显示屏,操作人员可以方便地设置参数、查看设备运行状态、查询历史数据等。
- 应用场景:方便操作人员对半导体纯水机进行操作和管理,提高工作效率和操作的准确性。
其他部分
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水箱
- 功能:用于储存处理后的纯水,起到缓冲和调节水量的作用。水箱可以保证在用水高峰期也能稳定供应纯水,同时也可以储存一定量的纯水以备不时之需。
- 应用场景:根据半导体生产的用水量和用水规律,合理设置水箱的容量。
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管道系统
- 功能:连接各个处理单元和设备,将水从一个部分输送到另一个部分。管道系统需要具有良好的密封性和耐腐蚀性,以确保纯水在输送过程中不受污染。
- 应用场景:在整个半导体纯水机的安装和布局中,管道系统的设计和安装至关重要,直接影响到纯水机的运行效率和水质。