Aplicación de la tecnología de membrana en la fabricación de agua pura de la industria electrónica parte1

Aplicación de la tecnología de membrana en la fabricación de agua pura de la industria electrónica

Primero, el papel del agua pura en la producción de componentes electrónicos.

El papel importante del agua pura en la industria electrónica, especialmente en la producción de componentes electrónicos, se ha vuelto cada vez más prominente. La calidad del agua pura se ha convertido en uno de los factores importantes que afectan la calidad de los componentes electrónicos, la tasa calificada de productos terminados y el costo de producción, y los requisitos de calidad del agua también están aumentando. . En la producción de componentes electrónicos, el agua de alta pureza se usa principalmente como agua de limpieza y se usa para preparar diversas soluciones y lodos. El uso de agua pura en la producción de diferentes componentes electrónicos es diferente, por lo que los requisitos para la calidad del agua también son diferentes.

En la producción de condensadores electrolíticos, se requiere agua pura para la limpieza de papel de aluminio y piezas de trabajo. Si el agua contiene iones de cloruro, el condensador tendrá fugas. En la producción de tubos de electrones, el cátodo del tubo de electrones se recubre con carbonato, y si se mezclan impurezas en él, afectará la emisión de electrones, lo que afectará el rendimiento de amplificación y la vida útil del tubo de electrones. Por lo tanto, se usa agua pura para la distribución del líquido. En la producción de tubo de imagen y tubo de rayos catódicos, la pared interna de la pantalla fluorescente se rocía o precipita con una capa de sustancia fluorescente, que es una partícula de fósforo compuesta de zinc u otro sulfuro de metal y unida con silicato de potasio. El agua pura, como el agua pura que contiene más de 8 ppb de cobre, causará decoloración de luminiscencia; el hierro que contiene más de 50 ppb hará que la luminiscencia se decolore, se oscurezca, salte intermitentemente; que contenga coloides de materia orgánica, partículas, bacterias, etc., reducirá la resistencia de la capa fluorescente y la adhesión al bulbo de vidrio, y causará desperdicio, como burbujas, trazas y puntos de fuga de luz. En los 12 procesos de producción de pantallas fluorescentes de tubos en blanco y negro, el agua pura se usa en cinco procesos, tales como limpieza de bulbo de vidrio, sedimentación, humectación, lavado de película y limpieza de cuello. Se requieren 80K de agua pura para cada tubo de imagen. La pantalla de la pantalla de cristal líquido debe limpiarse con agua pura y mezclarse con agua pura. Si hay iones metálicos, microorganismos, partículas y otras impurezas en el agua pura, el circuito de la pantalla de cristal líquido funcionará mal, afectando la calidad de la pantalla de cristal líquido, lo que resulta en pérdida de tiempo. Producto. Los requisitos para la calidad del agua pura en la producción de tubos de imagen y pantallas de cristal líquido se muestran en la Tabla 1.

Tabla 1 Calidad del agua pura para tubos de imagen y pantallas de cristal líquido

Proyecto de resistividad de la unidad

MΩ? Cm

(25t) bacterias

/ ml de partículas

/ ml TOC

Mg / L Na +

Gg / LK +

Gg / L Cu

Gg / L Fe

Gg / L Zn

Gg / L

Tubo de imagen en blanco y negro, tubo de imagen en color, pantalla de cristal líquido ≥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

En la producción de transistores y circuitos integrados, el agua pura se usa principalmente para limpiar obleas de silicio, y una pequeña cantidad se usa para la preparación de líquidos químicos, la fuente de vapor de agua para la oxidación de obleas de silicio, el agua de enfriamiento para algunos equipos y la solución de recubrimiento. El 80% del proceso en el proceso de producción de circuitos integrados requiere el uso de agua de alta pureza para limpiar las obleas de silicio. La calidad del agua depende en gran medida de la calidad del producto y el rendimiento de producción del circuito integrado. Los metales alcalinos (K, Na, etc.) en el agua pueden causar una baja resistencia a la presión de las películas aislantes, los metales pesados (Au, Ag, Cu, etc.) pueden reducir el voltaje de resistencia de las uniones PN y los elementos del Grupo III (B, Al , Ga, etc.) harán que el deterioro del tipo N de las características de los semiconductores, los elementos del grupo V (P, As, Sb, etc.) deterioren las características de los semiconductores del tipo P. El fósforo después de la carbonización a alta temperatura de bacterias en el agua (alrededor del 20-50% de las cenizas) causará áreas localizadas en obleas de silicio tipo P. Cuando se cambia el silicio de tipo N, el rendimiento del dispositivo se deteriora. Si las partículas (incluidas las bacterias) en el agua se adsorben en la superficie de la oblea de silicio, el circuito puede cortocircuitarse o las características pueden deteriorarse. Los requisitos para la producción de agua pura para la producción de agua pura se muestran en la Tabla 2.

Tabla 2 Requisitos del circuito integrado (DRAM) para la calidad del agua pura

Integración de circuito integrado (DRAM) 16K 64K 256K 1M 4M 16M

Distancia entre líneas adyacentes (μm) 4 2.2 1.8 1.2 0.8 0.5

Diámetro de partícula (μm) 0.4 0.2 0.2 0.1 0.08 0.05

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

Bacterias (UFC / 100ML) <100><50><10><5><1><>

Resistividad (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><>

Segundo, la aplicación de la tecnología de membranas en la fabricación de agua pura.

La tecnología de membrana utilizada en la fabricación de agua pura incluye principalmente electrodiálisis (DE), ósmosis inversa (RO), nanofiltración (NF), ultrafiltración (UF) y microfiltración (MF). El principio de funcionamiento y la función se muestran en la Tabla 3.

Tabla 3 Tecnología de membrana comúnmente utilizada en la fabricación de agua pura

Nombre del componente de membrana ED RO NF UF MF

Diámetro de microporos 5-50 angstroms 15-85 angstroms 50-1000 angstroms (1 μm) 0.03-100 μm

Principio de funcionamiento Permeabilidad iónica selectiva 1. Adsorción prioritaria - teoría capilar

2. Teoría de la cadena de hidrógeno

3. Teoría de la difusión con el filtro izquierdo filtro de pantalla con el izquierdo

Función Eliminar iones de sales inorgánicas Eliminar iones de sales inorgánicas, así como materia orgánica, microorganismos, coloides, fuentes de calor, virus, etc. Eliminar iones divalentes y trivalentes, sustancias orgánicas con M> 100 y microorganismos, coloides, fuentes de calor, virus, etc. Eliminar la materia suspendida, coloide y M> 6000 materia orgánica para eliminar la suspensión

Forma del componente Tipo de apilamiento de membrana En su mayoría tipo de rollo, una pequeña cantidad de fibra hueca Igual que la izquierda, mayormente fibra hueca, una pequeña cantidad de tipo de rollo tipo de filtro plegable

Presión de trabajo (Mpa) 0.03-0.3 1-4 0.5-1.5 0.1-0.5 0.05-0.5

Tasa de recuperación de agua (%) 50-80 50-75 50-85 90-95 100

Vida útil (año) 3-8 3-5 3-5 3-5 3-6 meses

Ubicación de la estación de agua Proceso de desalinización Proceso de desalinización 1. Proceso de desalinización

2. Ablandamiento antes de RO La mayoría de ellos son terminales de estación de agua pura, algunos pretratamientos previos a RO 1. Filtrado de seguridad antes de RO, NF, UF (3-10 μm)

2. Después del intercambio iónico, los fragmentos de resina (1 μm) se filtran.

3. Después del filtro UV para eliminar las bacterias muertas (0.2 o 0.45μm)

4. Filtración terminal de la estación de agua pura (0.03-0.45μm)

En comparación con la tecnología tradicional de tratamiento de agua, la tecnología de membrana tiene las ventajas de un proceso simple, operación conveniente, control automático fácil, bajo consumo de energía, sin contaminación, alta eficiencia para eliminar impurezas, bajo costo de operación, etc., especialmente la combinación de varias tecnologías de membrana. . Se complementa con otros procesos de tratamiento de agua, como filtración de arena de cuarzo, adsorción de carbón activado, desgasificación, intercambio iónico, esterilización UV, etc., para proporcionar un tratamiento efectivo para eliminar diversas impurezas en el agua y satisfacer las necesidades de la industria electrónica cada vez más avanzada. para agua de alta pureza. Los medios confiables, y solo mediante la aplicación de una variedad de tecnologías de membrana, pueden producir agua calificada y estable de alta pureza para producir circuitos integrados a gran escala, ultra gran escala y muy gran escala (LSI, VLSI, ULSI), lo que permite computadoras, radares, se ha realizado el desarrollo y la aplicación de industrias electrónicas modernas como la comunicación y el control automático. Vale la pena mencionar que cuando el contenido de sal del agua cruda es más de 400 mg / L, el proceso de eliminación de sal del agua pura adopta el proceso de intercambio de iones RO, que puede ahorrar aproximadamente el 90% de ácido y álcali mediante el intercambio de iones solo. La producción periódica de agua de la columna de intercambio iónico aumenta aproximadamente 10 veces. Se ha demostrado que el costo de operación y el costo de producción de agua de la producción de agua pura pueden reducirse, la intensidad laboral de los trabajadores puede reducirse, la contaminación del medio ambiente puede reducirse y la calidad del agua pura puede mejorarse. Y estabilidad a largo plazo. Según las estadísticas, en el sistema de fabricación de agua pura introducido por la industria electrónica de China, RO representa aproximadamente el 90% del número total de sistemas, UF representa aproximadamente el 20%, MF tiene casi el 100% y ED tiene agua pura para uso doméstico en China. El sistema, especialmente el sistema de agua pura que se puso en funcionamiento temprano, y una gran cantidad de sistemas de agua pura en la fabricación de componentes electrónicos generales (como resistencias, condensadores, tubos en blanco y negro, tubos, etc.) que no requieren una calidad de agua de alta pureza, representan una proporción considerable.