Aplicarea tehnologiei cu membrană în fabricarea apei pure a industriei electronice partea1

Aplicarea tehnologiei cu membrană în fabricarea apei pure a industriei electronice

În primul rând, rolul apei pure în producția de componente electronice

Rolul important al apei pure în industria electronică, în special în producția de componente electronice, a devenit din ce în ce mai important. Calitatea pură a apei a devenit unul dintre factorii importanți care afectează calitatea componentelor electronice, rata calificată a produselor finite și costul de producție, precum și cerințele privind calitatea apei cresc. . În producția de componente electronice, apa de înaltă puritate este utilizată în principal ca apă de curățare și este utilizată pentru prepararea diferitelor soluții și suspensii. Utilizarea apei pure în producția de componente electronice diferite este diferită, astfel încât cerințele pentru calitatea apei sunt de asemenea diferite.

La producerea condensatoarelor electrolitice este necesară apă pură pentru curățarea foliei de aluminiu și a pieselor de lucru. Dacă apa conține ioni de clor, condensatorul va scurge. În producerea de tuburi electronice, catodul tubului de electroni este acoperit cu carbonat, iar în cazul în care impuritățile sunt amestecate în acesta, acesta va afecta emisia de electroni, afectând astfel performanța de amplificare și durata de viață a tubului de electroni. Prin urmare, apa pură este utilizată pentru distribuția lichidului. În producerea tubului de imagine și a tubului cu raze catodice, peretele interior al ecranului fluorescent este pulverizat sau precipitat cu un strat de substanță fluorescentă, care este o particulă de fosfor compusă din zinc sau altă sulfură de metal și legată cu silicat de potasiu. Apa pură, cum ar fi apa pură care conține mai mult de 8 ppb de cupru, va provoca decolorarea luminiscenței; fierul care conține mai mult de 50 ppb va face ca decolorarea, întunecarea, intermitentul să lumineze; care conține coloizi de materie organică, particule, bacterii etc., va reduce stratul fluorescent Rezistența și aderența la becul de sticlă și va provoca deșeuri, cum ar fi bule, urme și puncte de scurgere ușoară. În cele 12 procese de producere a ecranului fluorescent cu tub alb și negru, apa pură este utilizată în cinci procese precum curățarea becurilor de sticlă, sedimentare, umezire, spălarea filmului și curățarea gâtului. Pentru fiecare tub de imagine este necesară 80 K de apă pură. Ecranul afișajului cu cristale lichide trebuie curățat cu apă pură și amestecat cu apă pură. Dacă în apa pură există ioni metalici, microorganisme, particule și alte impurități, circuitul de afișare a cristalului lichid va funcționa defectuos, afectând calitatea ecranului cu cristale lichide, ceea ce duce la pierderea timpului. Produs. Cerințele pentru calitatea apei pure în producerea de tuburi de imagine și afișaje cu cristale lichide sunt prezentate în tabelul 1.

Tabelul 1 Calitatea pură a apei pentru tuburi de imagine și afișaje cu cristale lichide

Rezistivitatea unității de proiect

MQ? Cm

(25t) bacterii

/ ml particule

/ ml TOC

Mg / L Na +

Gg / LK +

Gg / L Cu

Gg / L Fe

Gg / L Zn

Gg / L

Tub de imagini alb-negru, tub cu imagine color, afișaj cu cristale lichide ≥5

≥5

≥5 ≤5

≤1

≤1 ≤10 (Φ> 0,5μ)

≤10 (Φ> 1μ)

≤10 (Φ> 1μ) ≤0,5

≤0.5

≤1 ≤10

≤10

≤10 ≤10

≤10

≤10 ≤8

≤10

≤10 ≤10

≤10

≤10 ≤10

≤10

≤10

În producerea tranzistoarelor și a circuitelor integrate, apa pură este utilizată în principal pentru curățarea napolitelor de siliciu, iar o cantitate mică este folosită pentru prepararea lichidului chimic, sursa de vapori de apă pentru oxidarea napolitanei, apă de răcire pentru unele echipamente și soluție de placare. 80% din procesul de producție a circuitelor integrate necesită utilizarea apei de înaltă puritate pentru curățarea napolitelor de siliciu. Calitatea apei depinde în mare măsură de calitatea produsului și de producția circuitului integrat. Metalele alcaline (K, Na, etc.) din apă pot provoca o rezistență slabă la presiune a filmelor izolante, metalele grele (Au, Ag, Cu, etc.) pot reduce tensiunea de rezistență a joncțiunilor PN și elementele din grupa III (B, Al , Ga, etc.) vor determina D-Deteriorarea caracteristicilor semiconductorului, elementele din grupa V (P, As, Sb etc.) vor deteriora caracteristicile semiconductorilor de tip P. Fosforul după carbonizarea la temperaturi ridicate a bacteriilor în apă (aproximativ 20-50% din cenușă) va provoca zone localizate pe napolitane de siliciu de tip P. Când siliciul de tip N este schimbat, performanța dispozitivului este deteriorată. Dacă particulele (inclusiv bacteriile) din apă sunt adsorbite pe suprafața plafonului de siliciu, circuitul poate fi scurtcircuitat sau caracteristicile pot fi deteriorate. Cerințele pentru producția de apă pură pentru producția de apă pură sunt prezentate în tabelul 2.

Tabelul 2 Cerințele circuitului integrat (DRAM) pentru calitatea apei pure

Circuit integrat (DRAM) Integrare 16K 64K 256K 1M 4M 16M

Distanța dintre liniile adiacente (μm) 4 2,2 1,8 1,2 0,8 0,5

Diametrul particulelor (μm) 0,4 0,2 0,2 0,1 0,08 0,05

Număr (PCS / ml) <100><100><20><20><10><>

Bacterii (CFU / 100ML) <100><50><10><5><1><>

Rezistivitate (μs / cm, 25 ° C)> 16> 17> 17.5> 18> 18> 18.2

TOC (ppb) <1000><500><100><50><30><>

DO (ppb) <500><200><100><80><50><>

Na + (ppb) <1><1><0,8><0,5><0,1><>

În al doilea rând, aplicarea tehnologiei cu membrană la fabricarea apei pure

Tehnologia cu membrană folosită la fabricarea apei pure include în principal electrodializă (ED), osmoză inversă (RO), nanofiltrare (NF), ultrafiltrare (UF) și microfiltrare (MF). Principiul și funcția de lucru sunt prezentate în tabelul 3.

Tabelul 3 Tehnologia membranelor utilizate în mod obișnuit la fabricarea apei pure

Denumirea componentei membranei ED RO NF UF MF

Diametrul microforului 5-50 angstrom 15-85 angstrom 50-1000 angstromi (1 μm) 0,03-100 μm

Principiul de lucru Permeabilitatea selectivă a ionilor 1. adsorbția prioritară - teoria capilarului

2. Teoria lanțului de hidrogen

3. Teoria difuziei cu filtrul din ecranul filtrului din stânga cu cel din stânga

Funcție Eliminați ionii de sare anorganici Eliminați ionii de sare anorganici, precum și materia organică, microorganisme, coloizi, surse de căldură, viruși, etc. Eliminați ionii divalenți și trivalenți, substanțe organice cu M> 100 și microorganisme, coloizi, surse de căldură, viruși, etc. Îndepărtați materia suspendată, coloidul și materia organică M> 6000 pentru a îndepărta suspensia

Forma componentă Tip de stivă cu membrană Tip de rulou, o cantitate mică de fibre goale La fel ca stânga, în mare parte fibre goale, o cantitate mică de tip filtru pliabil tip rulou

Presiune de lucru (Mpa) 0.03-0.3 1-4 0.5-1.5 0.1-0.5 0.05-0.5

Rata de recuperare a apei (%) 50-80 50-75 50-85 90-95 100

Durata de viață (an) 3-8 3-5 3-5 3-5 3-6 luni

Locația stației de apă Procesul de desalinizare Procesul de desalinizare 1. Procesul de desalinizare

2. Înmuierea înainte de RO Majoritatea acestora sunt finisaje terminale ale stației de apă, câteva pretratări pre-RO 1. Filtrare de securitate înainte de RO, NF, UF (3-10μm)

2. După schimbul de ioni, fragmentele de rășină (1 μm) sunt filtrate.

3. După filtrul UV pentru a elimina bacteriile moarte (0,2 sau 0,45μm)

4. Filtrarea terminalului stației de apă pură (0,03-0,45 μm)

Comparativ cu tehnologia tradițională de tratare a apei, tehnologia cu membrană are avantajele unui proces simplu, funcționare convenabilă, control automat automat ușor, consum redus de energie, fără poluare, eficiență ridicată a îndepărtării impurităților, costuri de exploatare scăzute etc., în special combinația mai multor tehnologii cu membrană . Este completat de alte procese de tratare a apei, cum ar fi filtrarea nisipului de cuarț, adsorbția carbonului activat, degazarea, schimbul de ioni, sterilizarea cu radiații UV etc., pentru a oferi un tratament eficient pentru îndepărtarea diferitelor impurități din apă și satisfacerea nevoilor industriei electronice din ce în ce mai avansate. pentru apă de înaltă puritate. Mijloace de încredere și numai aplicând o varietate de tehnologii cu membrană, pot produce apă calificată și stabilă de înaltă puritate pentru a produce circuite integrate pe scară largă, foarte mare, foarte mare (LSI, VLSI, ULSI), permițând astfel calculatoare, radar, Dezvoltarea și aplicarea industriilor electronice moderne precum comunicarea și controlul automat au fost realizate. De menționat este faptul că, atunci când conținutul de sare în apă brută este mai mare de 400mg / L, procesul de eliminare a sării apei pure adoptă un proces de schimb de ioni RO, care poate economisi aproximativ 90% din acid și alcali doar prin schimbul de ioni. Producția periodică de apă a coloanei de schimb de ioni este crescută de aproximativ 10 ori. S-a dovedit că costurile de exploatare și costurile de producție de apă pot fi reduse, intensitatea forței de muncă a lucrătorilor poate fi redusă, poluarea pentru mediu poate fi redusă și calitatea apei pure poate fi îmbunătățită. Și stabilitate pe termen lung. Conform statisticilor, în sistemul de producție a apei pure introdus de industria electronică din China, RO reprezintă aproximativ 90% din numărul total de sisteme, UF reprezintă aproximativ 20%, MF are aproape 100%, iar ED are apă pură pentru uz casnic in China. Sistemul, în special sistemul de apă pur care a fost pus în funcțiune timpuriu și un număr mare de sisteme de apă pură la fabricarea de componente electronice generale (cum ar fi rezistențe, condensatoare, tuburi alb-negru, tuburi etc.) care nu necesită o calitate ridicată a apei, de o proporție considerabilă.