Aplicació de la tecnologia de membranes en la fabricació d’aigües pures de la indústria electrònica part1

Aplicació de la tecnologia de membranes en la fabricació d’aigües pures de la indústria electrònica

Primer, el paper de l’aigua pura en la producció de components electrònics

El paper important de l'aigua pura en la indústria electrònica, especialment en la producció de components electrònics, ha esdevingut cada cop més destacat. La qualitat de l'aigua pura s'ha convertit en un dels factors importants que afecten la qualitat dels components electrònics, la taxa qualificada de productes acabats i el cost de producció, i els requisits de qualitat de l'aigua també augmenten. . En la producció de components electrònics, l’aigua d’alta puresa s’utilitza principalment com a aigua de neteja i s’utilitza per preparar diverses solucions i purins. L’ús d’aigua pura en la producció de diferents components electrònics és diferent, de manera que els requisits per a la qualitat de l’aigua també són diferents.

En la producció de condensadors electrolítics es necessita aigua pura per a la neteja de paper d’alumini i peces de treball. Si l’aigua conté ions clorur, el condensador es filtrarà. En la producció de tubs d’electrons, el càtode del tub d’electrons està recobert de carbonat i, si s’hi barregen impureses, afectarà l’emissió d’electrons, afectant així el rendiment d’amplificació i la vida del tub d’electrons. Per tant, l’aigua pura s’utilitza per a la distribució de líquids. En la producció de tub de imatge i tub de raigs catòdics, la paret interior de la pantalla fluorescent es polvoritza o es precipita amb una capa de substància fluorescent, que és una partícula de fòsfor composta de zinc o un altre sulfur metàl·lic i unida amb silicat de potassi. L’aigua pura, com l’aigua pura que conté més de 8 ppb de coure, provocarà una decoloració de la luminiscència; el ferro que conté més de 50 ppb farà que la luminescència es decolori, s’enfosqueixi i parli; que conté col·loides de matèria orgànica, partícules, bacteris, etc., reduiran la força fluorescent i l’adhesió a la bombeta de vidre i provocarà residus, com ara bombolles, rastres i punts de fuita lleugera. En els 12 processos de producció fluorescent de tubs blancs i negres, l’aigua pura s’utilitza en cinc processos com neteja de bombetes de vidre, sedimentació, mullat, rentat de pel·lícules i neteja de coll. Es necessiten 80K d’aigua pura per a cada tub d’imatge. Cal netejar la pantalla de la pantalla de cristall líquid amb aigua pura i barrejar-la amb aigua pura. Si hi ha ions metàl·lics, microorganismes, partícules i altres impureses a l’aigua pura, el circuit de visualització de cristalls líquids funcionarà mal, afectant la qualitat de la pantalla de cristall líquid, provocant pèrdues de temps. Producte A la taula 1 es mostren els requisits per a la qualitat de l’aigua pura en la producció de tubs d’imatges i pantalles de cristall líquid.

Taula 1 Qualitat pura de l'aigua per a tubs d'imatges i pantalles de cristall líquid

Resistivitat d’unitat de projecte

MΩ? Cm

(25 t) bacteris

/ ml de partícules

/ ml TOC

Mg / L Na +

Gg / LK +

Gg / L Cu

Gg / L Fe

Gg / L Zn

Gg / L

Tub d'imatges en blanc i negre, tub d'imatge en color, pantalla de cristall líquid ≥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 producció de transistors i circuits integrats, l’aigua pura s’utilitza principalment per a la neteja d’hòsties de silici, i una petita quantitat s’utilitza per a la preparació de líquids químics, font de vapor d’aigua per a l’oxidació de hòstia de silici, refrigeració d’aigua per a alguns equips i solució de xapat. El 80% del procés en el procés de producció de circuits integrats requereix l’ús d’aigua d’alta puresa per netejar les hòsties de silici. La qualitat de l’aigua depèn molt de la qualitat del producte i del rendiment de producció del circuit integrat. Els metalls alcalins (K, Na, etc.) a l'aigua poden causar una mala resistència a la pressió de les pel·lícules aïllants, els metalls pesants (Au, Ag, Cu, etc.) poden reduir la tensió de resistència de les juntes PN i els elements del Grup III (B, Al , Ga, etc.) faran que la detecció del tipus N de les característiques de semiconductor, els elements del grup V (P, As, Sb, etc.) deterioraran les característiques dels semiconductors del tipus P. El fòsfor després de la carbonització a alta temperatura dels bacteris a l’aigua (al voltant d’un 20-50% de les cendres) provocarà zones localitzades en hòsties de silici tipus P. Quan es canvia el silici tipus N, el rendiment del dispositiu es deteriora. Si les partícules (incloent bacteris) a l’aigua s’absorbeixen a la superfície de l’hòstia de silici, el circuit pot ser curtcircuitat o es poden deteriorar les característiques. A la taula 2 es mostren els requisits per a la producció d'aigua pura per a la producció d'aigua pura.

Taula 2 Requisits del circuit integrat (DRAM) per a la qualitat de l’aigua pura

Integrat de Circuit Integrat (DRAM) 16K 64K 256K 1M 4M 16M

Espai de línies al costat (μm) 4 2,2 1,8 1,2 0,8 0,5

Diàmetre de partícula (μm) 0,4 0,2 0,2 0,1 0,08 0,05

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

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

Resistivitat (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><>

En segon lloc, l’aplicació de la tecnologia de membrana en la fabricació d’aigua pura

La tecnologia de membrana usada en la fabricació d’aigua pura inclou principalment electrodialisi (ED), osmosi inversa (RO), nanofiltració (NF), ultrafiltració (UF) i microfiltració (MF). El principi i la funció de funcionament es mostren a la taula 3.

Taula 3 Tecnologia de membranes utilitzada habitualment en la fabricació d’aigua pura

Nom del component de membrana ED RO NF UF MF

Diàmetre del micropor 5-50 angstroms 15-85 angstroms 50-1000 angstroms (1 μm) 0,03-100 μm

Principi de funcionament Permeabilitat selectiva d’ions 1. Adsorció prioritària: teoria capil·lar

2. Teoria de la cadena d'hidrogen

3. Teoria de la difusió amb el filtre de la pantalla del filtre esquerre amb l’esquerra

Funció Eliminar els ions sal inorgànics Elimineu els ions de sal inorgànics, a més de matèria orgànica, microorganismes, col·loides, fonts de calor, virus, etc. Elimineu els ions divalents i trivalents, substàncies orgàniques amb M> 100 i microorganismes, col·loides, fonts de calor, virus, etc. Elimineu la matèria orgànica en suspensió, la col·loide I M> 6000 per eliminar la suspensió

Forma de component Tipus de pila de membrana Tipus de corró principalment, una petita quantitat de fibra buida Igual que queda, fibra majoritàriament buida, una petita quantitat de tipus de filtre plegable de tipus rotllo

Pressió de treball (Mpa) 0,03-0,3 1-4 0,5-1,5 0,1-0,5 0,05-0,5

Taxa de recuperació d’aigua (%) 50-80 50-75 50-85 90-95 100

Vida de servei (any) 3-8 3-5 3-5 3-5 3-6 mesos

Ubicació de l’estació d’aigua Procés de dessalinització Procés de dessalinització 1. Procés de dessalinització

2. Suavitzant abans de la RO La majoria d'ells són acabats de terminals de l'estació d'aigua pura, alguns pretractaments pre-RO 1. Filtratge de seguretat abans de RO, NF, UF (3-10μm)

2. Després de l’intercanvi d’ions, es filtren els fragments de resina (1 μm).

3. Després del filtre UV per eliminar bacteris morts (0,2 o 0,45 μm)

4. Filtració terminal de l'estació d'aigua pura (0,03-0,45μm)

En comparació amb la tecnologia de tractament d’aigües tradicional, la tecnologia de membrana té els avantatges d’un procés senzill, un funcionament convenient, un control automàtic fàcil, un baix consum d’energia, sense contaminació, alta eficiència d’eliminació de les impureses, baix cost de funcionament, etc., especialment la combinació de diverses tecnologies de membrana. . Es complementa amb altres processos de tractament d’aigües, com filtració de sorra de quars, adsorció de carboni activat, desgasificació, intercanvi d’ions, esterilització ultraviolada, etc., per proporcionar un tractament efectiu per eliminar diverses impureses en l’aigua i satisfer les necessitats de la cada cop més avançada indústria electrònica. per a aigua d’alta puresa. Un mitjà fiable i només aplicant diverses tecnologies de membrana, pot produir aigua de gran puresa qualificada i estable per produir circuits integrats a gran escala, ultraescala i molt gran, integrats a gran escala (LSI, VLSI, ULSI), permetent així ordinadors, radar, el desenvolupament i l’aplicació d’indústries electròniques modernes com la comunicació i el control automàtic. Val a dir que quan el contingut de sal de l’aigua crua supera els 400mg / L, el procés d’eliminació de sal d’aigua pura adopta un procés d’intercanvi d’ions RO, que pot estalviar al voltant del 90% d’àcid i àlcali només mitjançant l’intercanvi d’ions. La producció d’aigua periòdica de la columna d’intercanvi d’ions s’incrementa unes 10 vegades. S’ha demostrat que es pot reduir el cost d’operació i la producció d’aigua de la producció d’aigua pura, es pot reduir la intensitat laboral dels treballadors, es pot reduir la contaminació ambiental i es pot millorar la qualitat de l’aigua pura. I estabilitat a llarg termini. Segons les estadístiques, en el sistema de fabricació d’aigua pura introduït per la indústria electrònica de la Xina, el RO representa al voltant del 90% del total de sistemes, la UF representa al voltant del 20%, l’MF té gairebé el 100% i la ED té aigua pura per a ús domèstic. a la Xina. El sistema, especialment el sistema d’aigua pura que es va posar en funcionament de forma primerenca i un gran nombre de sistemes d’aigua pura en la fabricació de components electrònics generals (com resistències, condensadors, tubs en blanc i negre, tubs, etc.) que no requereixen una qualitat d'aigua d'alta puresa, ja que suposa una proporció considerable.