کاربرد فناوری غشایی در تولید آب خالص صنعت الکترونیکی part1

کاربرد فناوری غشایی در تولید آب خالص صنعت الکترونیکی

اول ، نقش آب خالص در تولید قطعات الکترونیکی

نقش مهم آب خالص در صنعت الکترونیک ، به ویژه در تولید قطعات الکترونیکی ، بیش از پیش برجسته شده است. کیفیت آب خالص به یکی از مهمترین عوامل مؤثر بر کیفیت قطعات الکترونیکی ، میزان واجد شرایط محصولات نهایی و هزینه تولید تبدیل شده است و نیازهای کیفیت آب نیز در حال افزایش است. . در تولید قطعات الکترونیکی ، آب با خلوص بالا عمدتا به عنوان آب تمیز کننده استفاده می شود و برای تهیه محلول ها و دوغاب های مختلف استفاده می شود. استفاده از آب خالص در تولید قطعات الکترونیکی مختلف متفاوت است ، بنابراین الزامات مربوط به کیفیت آب نیز متفاوت است.

در تولید خازن های الکترولیتی ، برای تمیز کردن فویل های آلومینیومی و قطعات کاری ، به آب خالص نیاز است. اگر آب حاوی یونهای کلرید باشد ، خازن نشت می کند. در تولید لوله های الکترون ، کاتد لوله الکترون با کربنات پوشش داده می شود و اگر ناخالصی ها در آن مخلوط شوند ، بر انتشار الکترون ها تأثیر می گذارد ، از این طریق بر عملکرد تقویتی و عمر لوله الکترون تأثیر می گذارد. بنابراین برای توزیع مایع از آب خالص استفاده می شود. در تولید لوله تصویر و لوله اشعه کاتدی ، دیواره داخلی صفحه فلورسنت با لایه ای از ماده فلورسنت اسپری یا رسوب می شود که یک ذره فسفر است که از روی یا سولفید فلزی دیگر تشکیل شده و با سیلیکات پتاسیم پیوند می یابد. آب خالص ، مانند آب خالص حاوی بیش از 8ppb مس ، باعث تغییر رنگ درخشندگی می شود. آهن حاوی بیش از 50 ppb باعث تغییر رنگ ، تیرگی ، پرش چشمک می شود. حاوی کلوئیدهای ماده آلی ، ذرات ، باکتری ها و غیره باعث کاهش لایه فلورسنت استحکام و چسبندگی به لامپ شیشه ای می شود و باعث ایجاد ضایعات مانند حباب ، ردیابی و لکه های نشت نور می شود. در 12 فرآیند تولید صفحه نمایش فلورسنت لوله سیاه و سفید ، آب خالص در پنج فرآیند مانند تمیز کردن لامپ های شیشه ای ، رسوب گذاری ، خیس شدن ، شستشوی فیلم و تمیز کردن گردن استفاده می شود. 80K آب خالص برای هر لوله تصویر مورد نیاز است. صفحه نمایش کریستال مایع باید با آب خالص تمیز شود و با آب خالص مخلوط شود. در صورت وجود یون های فلزی ، میکروارگانیسم ها ، ذرات و سایر ناخالصی ها در آب خالص ، مدار صفحه نمایش کریستال مایع نقص خواهد داشت و بر کیفیت صفحه کریستال مایع تأثیر می گذارد ، و در نتیجه باعث اتلاف وقت می شود. تولید - محصول. الزامات کیفیت آب خالص در تولید لوله های تصویر و نمایشگرهای کریستال مایع در جدول 1 نشان داده شده است.

جدول 1 کیفیت آب خالص برای لوله های تصویر و نمایشگرهای کریستال مایع

مقاومت واحد پروژه

MΩ؟ سانتی متر

(25t) باکتری

/ ذرات میلی لیتر

/ ml TOC

Mg / L Na +

Gg / LK +

Gg / L مس

Gg / L Fe

Gg / L روی

Gg / L

لوله تصویر سیاه و سفید ، لوله تصویر رنگی ، صفحه نمایش کریستال مایع ≥5

5 پوند

5 ≤ 5

≤1

≤1 ≤ 10 (Φ> 0.5μ)

≤10 (Φ> 1μ)

≤10 (Φ> 1μ) ≤0.5

.50.5

≤1 ≤ 10

≤10

10 ≤ 10

≤10

10 ≤ 8

≤10

10 ≤ 10

≤10

10 ≤ 10

≤10

≤10

در تولید ترانزیستورها و مدارهای مجتمع ، آب خالص عمدتاً برای تمیز کردن ویفرهای سیلیکون مورد استفاده قرار می گیرد و مقدار کمی برای تهیه مایع شیمیایی ، منبع بخار آب برای اکسیداسیون ویفر سیلیکون ، آب خنک کننده برای برخی تجهیزات و محلول آبکاری استفاده می شود. 80٪ فرآیند تولید فرآیندهای مدارهای مجتمع نیاز به استفاده از آب با خلوص بالا جهت تمیز کردن ویفرهای سیلیکون دارد. کیفیت آب بسیار وابسته به کیفیت محصول و عملکرد تولید مدار یکپارچه است. فلزات قلیایی (K ، Na ، و غیره) موجود در آب می تواند باعث مقاومت ضعیف در برابر فیلم های عایق شود ، فلزات سنگین (طلا ، نقره ، مس و غیره) می توانند ولتاژ تحمل اتصالات PN را کاهش دهند و عناصر گروه III (B، Al ، Ga و غیره) نوع N را از بین می برد ویژگی های نیمه هادی ، عناصر گروه V (P ، As ، Sb و غیره) ویژگی های نیمه هادی های نوع P را خراب می کند. فسفر پس از کربونیزه شدن در دمای بالا باکتری ها در آب (حدود 50- 20٪ خاکستر) باعث ایجاد مناطق موضعی روی ویفرهای سیلیکونی P می شود. با تغییر سیلیکون از نوع N ، عملکرد دستگاه رو به زوال می رود. اگر ذرات (از جمله باکتری ها) موجود در آب روی سطح ویفر سیلیکون جذب شوند ، ممکن است مدار کوتاه شود و یا ممکن است خصوصیات بدتر شود. الزامات تولید آب خالص برای تولید آب خالص در جدول 2 نشان داده شده است.

جدول 2 الزامات مدار مجتمع (DRAM) برای کیفیت آب خالص

ادغام مدار مجتمع (DRAM) 16K 64K 256K 1M 4M 16M

فاصله خط مجاور (میکرومتر) 4 2.2 1.8 1.2 0.8 0.5

قطر ذرات (میکرومتر) 0.4 0.2 0.2 0.1 0.08 0.05

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

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

مقاومت (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><>

سدیم + (ppb) <1><1><0.8><0.5><0.1><>

دوم ، استفاده از فناوری غشایی در ساختن آب خالص

فناوری غشایی که در ساختن آب خالص مورد استفاده قرار می گیرد ، عمدتاً شامل الکترودیالیز (ED) ، اسمز معکوس (RO) ، نانو فیلتراسیون (NF) ، اولترافیلتراسیون (UF) و میکروفیلتراسیون (MF) است. اصل و عملکرد کار در جدول 3 نشان داده شده است.

جدول 3 فن آوری غشایی که معمولاً در تولید آب خالص مورد استفاده قرار می گیرد

نام مؤلفه غشای ED RO NF UF MF

قطر ریزگرد 5-50 آنگستروم 15-85 آنگستروم 50-1000 آنگستروم (1 میکرومتر) 0.03-100 میکرومتر

اصل کار نفوذ پذیری انتخابی یون 1. جذب اولویت - نظریه مویرگی

2. نظریه زنجیره هیدروژن

3. تئوری انتشار با فیلتر صفحه فیلتر سمت چپ با سمت چپ

عملکرد یون های نمکی معدنی را حذف کنید ، یون های نمکی معدنی و همچنین مواد آلی ، میکروارگانیسم ها ، کلوئیدها ، منبع گرما ، ویروس ها و غیره را حذف کنید. یون های تقسیم شده و سه ظرفیتی ، مواد آلی با M> 100 و میکروارگانیسم ها ، کلوئیدها ، منبع گرما ، ویروس ها را حذف کنید. مواد معلق ، کلوئیدی و M> 6000 ماده آلی را برای از بین بردن سیستم تعلیق حذف کنید

فرم کامپوننت نوع پشته غشاء نوع غالباً غلتک ، مقدار کمی فیبر توخالی همان فیبر سمت چپ ، عمدتا توخالی ، مقدار کمی از نوع فیلتر تاشو از نوع رول

فشار کار (Mpa) 0.03-0.3 1-4 0.5-1.5 0.1-0.5 0.05-0.5

میزان بازیابی آب (٪) 50-80 50-75 50-85 90-95 100

عمر سرویس (سال) 3-8 3-5 3-5 3-5 3-6 ماه

محل آب ایستگاه فرایند آب شیرین کن 1 فرایند نمک زدایی

2. نرم شدن قبل از RO اکثر آنها به پایان رسیده است ترمینال ایستگاه آب خالص ، قبل از RO قبل از RO 1. فیلتر امنیتی قبل از RO ، NF ، UF (3-10μm)

2. پس از تبادل یونی ، قطعات رزین (1 میکرومتر) فیلتر شده اند.

3. بعد از فیلتر UV برای از بین بردن باکتریهای مرده (0.2 یا 0.45μm)

4. تصفیه ترمینال ایستگاه آب خالص (0.03-0.45μm)

در مقایسه با فناوری تصفیه آب سنتی ، فن آوری غشایی دارای مزایای استفاده از فرآیند ساده ، بهره برداری راحت ، کنترل خودکار آسان ، مصرف کم انرژی ، عدم آلودگی ، راندمان بالای از بین بردن ناخالصی ها ، هزینه کم کار و غیره به ویژه ترکیب چندین فن آوری غشایی است. . این ماده با فرآیندهای دیگر تصفیه آب مانند فیلتر شنی کوارتز ، جذب کربن فعال ، جداسازی ، تبادل یونی ، عقیم سازی UV و غیره تکمیل شده است تا بتواند درمان موثری برای از بین بردن ناخالصی های مختلف در آب و رفع نیازهای صنعت پیشرفته الکترونیک انجام دهد. برای آب با خلوص بالا ابزارهای قابل اطمینان و تنها با استفاده از انواع فن آوری های غشایی ، می توانند آب با خلوص بالا و با کیفیت بالا را تولید کنند تا مدارهای یکپارچه در مقیاس بزرگ ، فوق العاده بزرگ و مقیاس بسیار بزرگ (LSI ، VLSI ، ULSI) تولید کنند ، بنابراین قادر می شوند کامپیوترها ، رادارها ، توسعه و کاربرد صنایع الکترونیکی مدرن مانند ارتباطات و کنترل خودکار محقق شده است. گفتنی است ، هنگامی که میزان نمک آب خام بیش از 400 میلی گرم در لیتر باشد ، فرآیند حذف نمک آب خالص فرآیند تبادل یون-RO را اتخاذ می کند که می تواند تنها با تبادل یونی حدود 90٪ اسید و قلیایی را ذخیره کند. تولید دوره ای آب ستون تبادل یونی حدود 10 برابر افزایش می یابد. ثابت شده است که می توان هزینه بهره برداری و هزینه تولید آب تولید خالص را کاهش داد ، از شدت کار کارگران کاسته شود ، آلودگی محیط زیست کاهش یابد و کیفیت آب خالص بهبود یابد. و ثبات بلند مدت. طبق آمار ، در سیستم تولید آب خالص معرفی شده توسط صنعت الکترونیک چین ، RO حدود 90٪ از کل سیستم ها را شامل می شود ، UF حدود 20٪ ، MF تقریبا 100٪ و ED دارای آب خالص برای مصارف خانگی است. در چین. این سیستم خصوصاً سیستم آب خالص که زود به بهره‌برداری رسیده و تعداد زیادی سیستم آب خالص در ساخت قطعات الکترونیکی عمومی (مانند مقاومت ، خازن ، لوله سیاه و سفید ، لوله و غیره) که ندارند. به کیفیت آب با خلوص بالا احتیاج دارند و بخش قابل توجهی را به خود اختصاص می دهند.