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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。MBR膜告訴大家:
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。
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(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、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(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、作用等見表3。
工作原理
離子選擇透過性
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
去除無機(jī)鹽離子
去除無機(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
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前的保安過濾(3-10μm)
2.離子交換后濾除樹脂碎片(1μm)
3.UV后濾除細(xì)菌死體(0.2或 0.45μm)
4.純水站終端過濾(0.03-0.45μm)
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(dòng)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(LSI、VLSI、ULSI),從而使計(jì)算機(jī)、雷達(dá)、通訊、自動(dòng)控制等現(xiàn)代電子工業(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(shí),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(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(dòng)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(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)眾多的對純水水質(zhì)要求不高的一般電子元器件(如電阻、電容、黑白顯像管、電子管等)制造廠的純水系統(tǒng)中占有相當(dāng)?shù)谋壤?/div>