超纯水的制备.ppt

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1、超纯水的制备7/17/20211半导体行业中的纯水器件的水质标准7/17/20212天然水中的杂质悬浮物，如：细菌、泥沙、粘土等胶体，如硅酸盐、铁、铝化合物等溶解物，如盐类：钠盐，钾盐等气体：氧、二氧化碳、氮等7/17/20213杂质对半导体材料的影响有害杂质（离子）随着扩散，烧结等工艺步骤进入半导体内部，导致器件失效。如：p-n结反向漏电流增大，过早击穿。MOS中二氧化硅层内可动电荷增加导致器件击穿电压降低，开启电压漂移。7/17/20214水的分类按照含盐量分类：1：淡化水：对高盐水进行脱盐处理。2：脱盐水：相当于普通蒸馏水。剩余盐量1-5mg/L，电阻率<1

2、×106Ω·cm。3：纯水：剩余盐量<1mg/L,电阻率>1×106Ω·cm4：高纯水:剩余盐量<0.1mg/L,电阻率>1×107Ω·cm7/17/20215现代集成电路对水的要求在TOC、DO等方面要求越来越高7/17/20216超纯水的工艺流程7/17/20217原水——原水箱——原水泵——石英砂过滤器——活性炭过滤器——软化器——保安过滤器——一级高压泵——一级反渗透装置——二级高压泵——二级反渗透装置——RO水箱——RO水泵——EDI装置——EDI水箱——纯水泵——抛光混床装置——1us过滤器——紫外线杀菌装置——0.22us过滤器——用水点7/17/2

3、0218原水预处理原水——原水箱——原水泵————石英砂过滤器原水经过多介质过滤器的多层机械过滤，可以滤除掉原水中的泥砂、铁锈、固体大颗粒物、胶体等杂物。——活性炭过滤器主要作用：除去原水中的有机物，游离氯，色素和臭味等，其主要原理是滤料表面吸附和过滤.——软化器作用：降低原水的硬度，其主要原理是用阳离子交换树脂交换原水中的钙、镁离子从而降低原水硬度。离子交换树脂使用一定时间之后，需要再生，再生就是用钠离子将附在阳离子交换树脂上的钙镁等离子交换出来。7/17/20219软水器再生树脂的冲洗与再生Ca2+、Mg2+离子被Na+离子置换出来后就存留在交换剂中，使用一段

4、时间后，Na+离子接近被置换完时，交换剂就会失效，不再起软化作用了。这时就需要用食盐水对交换剂进行再生处理（还原），即再用Na+离子把交换剂中的Ca2+、Mg2+离子置换出来并用水冲走。经再生处理后的离子交换剂又成为Na-R型。再生过程是：反冲洗——翻松钠离子交换树脂，并可将离子交换层表面的泥沙、悬浮物、杂质、破碎的树脂等冲走；再生———盐液（浓度10%）以一定速度从下至上流过离子交换层，或用饱和盐液浸泡离子交换树脂；正冲洗——为了清除残存的还原剂和再生还原时的生成物CaCl2、MgCl2，需进行正洗，直到出水无咸味时停止冲洗。补水———再生吸盐以后自动将水补入盐

5、箱以备下次再生。7/17/2021107/17/202111反渗透系统（RO）渗透与反渗透渗透：渗透是水分子经半透膜（允许溶剂分子通过，不允许溶质分子通过的膜）扩散的现象。它由高水分子区域（即低浓度溶液）渗入低水分子区域（即高浓度溶液），直到细胞内外浓度平衡（等张）为止。渗透压：范特霍夫公式对稀溶液来说，渗透压与溶液的浓度和温度成正比，它的比例常数就是气体状态方程式中的常数R。用方程式表示如下：πV=nRT或π=cviRTπ为稀溶液的渗透压，vi为溶质生成的离子数，c为溶质的摩尔浓度，R为气体常数，n为溶质的物质的量，T为绝对温度7/17/202112反渗透：高于

6、溶液渗透压的作用下，依据其他物质不能透过半透膜而将这些物质和水分离开来。例如：用反渗透处理海水，在膜的低压侧得到淡水，在高压侧得到卤水。RO反渗透膜是实现反渗透的核心元件，是一种模拟生物半透膜制成的具有一定特性的人工半透膜。一般用高分子材料制成。如醋酸纤维素膜、芳香族聚酰肼膜、芳香族聚酰胺膜。表面微孔的直径一般在0.5～10nm之间，透过性的大小与膜本身的化学结构有关。有的高分子材料对盐的排斥性好，而水的透过速度并不好。有的高分子材料化学结构具有较多亲水基团，因而水的透过速度相对较快。因此一种满意的反渗透膜应具有适当的渗透量或脱盐率。7/17/202113选择反渗

7、透RO膜需要考虑哪些性能指标1：脱盐率：RO膜的脱盐率=(1–RO膜的产水含盐量/进水含盐量)×100%2：产水量：指反渗透系统的产水能力，即单位时间内透过RO膜的水量，通常用吨/小时或加仑/天来表示。3：回收率：指反渗透膜系统中给水转化成为产水或透过液的百分比。依据反渗透系统中预处理的进水水质及用水要求而定的。RO膜系统的回收率在设计时就已经确定。7/17/202114影响反渗透膜性能的因素1：回收率2：温度3：压力4：压密5：浓差极化7/17/202115反渗透膜的材料醋酸纤维素：又称乙酰纤维素或纤维素醋酸酯。常以含纤维素的棉花、木材等为原料，经过酯化和水解反

8、应制成醋酸