半导体等行业超纯水系统的基本设计指引

超纯水之定义

DI=Deionized,DIWater=DeionizedWater，为去离子之意，亦即通称之纯水(PUREWATER)，近来由于半导体制程对设计规则之需求朝更精密更细小的趋势发展，因而对纯水水质的要求也越趋严格，在此严格水质要求下所制造出来称之超纯水(Ultra-purewater)。

其狭义之意：为去离子之水，将水中之离子(如Na+、Ca2+、Mg2+、Al3+、C1-、F-、SO42-、NO3-、etc.)予以去除，降低其离子浓度，提高水之电阻值(Ω·cm)。

其广义之意：为除了除去水中离子之外，亦将水中之SiO2，颗粒物，，有机物，微生物一并给予有限度的去除，使水达到完全纯净的程度，而用于电子工业之上。

18MΩ·cm超纯水制备工艺

自来水进入原水箱，通过原水泵增压，经砂滤器、炭滤器、阻垢剂加药、保安过滤器，到达反渗透单元，经两级反渗透过滤进入EDI单元，达到电阻率15MΩ·cm（25℃）进入纯水水箱。纯水供水设计为循环方式，经纯水供水泵增压，通过紫外线器、抛光混床Tulsimer® MB 106 UP、0.22微米过滤器接入纯水供水管，到达使用点。

2.1 预处理单元

采用石英砂过滤、活性炭过滤、保安过滤作为两级反渗透的预处理。

2.2 反渗透模块单元

反渗透膜是以压力差为驱动力的液相膜分离方法，可以看作是渗透的一种反向作用。在压力推动下，溶液中的水分子透过膜，而其它分子、离子、、病毒等被截留，从而实现脱盐效果，达到纯化目的。

整个反渗透系统由高压泵、反渗透膜、压力容器以及相应的仪器、仪表、阀门、机架、管道及管件等组成；

此外还有独立的化学清洗装置。

2.3 EDI模块单元

EDI技术是将膜法和离子交换法结合起来的新工艺，基本原理主要包括离子交换、直流电场下离子的选择性迁移及树脂的电再生。水中的离子首先通过交换作用吸附于树脂颗粒上，再在电场作用下经由树脂颗粒构成的“离子传输通道”迁

移到膜表面并透过离子交换膜进入浓室。由于离子的交换、迁移及离子交换树脂的电再生相伴发生，犹如边工作边再生的混床离子交换树脂柱，因此可以连续不断地制取高质量的纯水、高纯水。

EDI系统由增压泵、膜堆、电源以及相应的仪器、仪表、阀门、机架、管道等组成。

2.4 抛光混床模块单元

超纯水终端混床树脂是在极其严格的工艺控制条件下制成的，树脂经过特别的处理，再生转型已接近极限化，故具有的再生效率和极低的杂质含量，并具有强的交换能力和很高的机械强度。高纯水终端混床树脂无需再生，就可广泛应用于电子工业高纯水制备；实验室高纯水；液相色谱用高纯水；含放射物处理；药品；半导体行业；凝结水精制以及其它各种水处理工艺的终端混床精处理。高品质的混床树脂可确保出水水质达到稳定，产水水质16~18.2MΩ，生产质量的高纯无硅纯水。

2.5 供水单元

纯水供水循环采用254nm紫外线、抛光混床脱盐、0.22微米过滤，达到用户的纯水水质要求。

为保证纯水的品质以及生物学指标，在纯水制备的终端设置精度为0.22μm的微滤膜过滤器，用于截留去除脱盐设备出水中的微粒以及尸体。由于0.22μm的微滤膜膜过滤器为整个脱盐工艺的后一道处理设备，因此又称终端过滤器。过滤器内装折叠式微孔滤膜，过滤精度0.22μm，过滤器出口设置压力表。过滤器经过一段时间的运行后，滤膜表面截留了大量杂质，使滤膜堵塞，导致工作压力增加，当进出口压力差增大到某一设定值时，更换滤膜。

终端过滤器由罐体、0.22μm滤芯、压力表组成。

附录：

● Tulsimer® MB 106 UP 核子级超纯水混床树脂（抛光树脂）

适用于生产半导体集成电路、显示器、硬盘、CD﹣ROM等用水。在进水得到充分的处理及合理的混床设计情况下，Tulsimer® MB 106 UP的出水电阻率能达到>18.25MΩ。