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前言隨著電子工業(yè)的發(fā)展，在芯片的生產(chǎn)加工過程中，對(duì)于水質(zhì)的要求也越來越高。為了保證生產(chǎn)出超大規(guī)模的集成電路，除高純?cè)牧稀⒏呒儦怏w、高純化學(xué)藥品外，高純水也是其中最關(guān)鍵的因素之一。高純水系統(tǒng)是將一般的市政用水處理成對(duì)不同離子的含量和顆粒度都有很高要求的超純水。超純水系統(tǒng)總體來說一般可分為三個(gè)部分：超純水制造區(qū)(CUB部分)、超純水拋光循環(huán)區(qū)(FAB部分)、超純水輸送管網(wǎng)(FAB各使用區(qū))。其中超純水制造區(qū)最為復(fù)雜，其又可分為:預(yù)處理、一次純水處理、超純水處理三個(gè)部分。①預(yù)處理部分主要包括：砂濾、活性碳塔（有的廠商在 砂 濾前還增設(shè)反應(yīng)槽、氣浮池）、超微濾等；②一次純水處理部分主要包括：陰陽(yáng)離子交換塔、脫氣塔(DG)、保安過濾器、紫外線殺菌器及多級(jí)反滲透等；③超純水處理部分主要包括:MDG（脫氧膜組）、TOC-UV殺菌器、拋光混床(SMB)及終端過濾器等；考慮到在向工藝設(shè)備輸送高純水過程中，輸水管道會(huì)對(duì)水質(zhì)再次造成污染，因而在FAB內(nèi)一般都設(shè)立拋光循環(huán)系統(tǒng)。拋光循環(huán)系統(tǒng)主要以SMB為核心，再加上終端超濾設(shè)備(UF),以除去在向工藝生產(chǎn)線輸送純水的過程中管網(wǎng)溶入水中的雜質(zhì)。

一、超純水制造的 部分 

工藝流程簡(jiǎn)介（一）

預(yù)處理部分預(yù)處理主要是指對(duì)原水進(jìn)行有效的加工處理，提取符合RO 部分的要求進(jìn)行給水，預(yù)處理主要是用來將原水中的膠體和懸浮物進(jìn)行去除，從而使得SDI≤5；同時(shí)，將游離氯等氧化性物質(zhì)、部分有機(jī)物等去除，從而降低LSI，防止出現(xiàn)各種碳酸鹽結(jié)垢。在超純水制造工藝中，常用的傳統(tǒng)方式主要是利用多介質(zhì)過濾器+活性炭過濾器來作為超純水系統(tǒng)的預(yù)處理部分。而半導(dǎo)體廠主要采用粗過濾器+超濾裝置來作為超純水系統(tǒng)的預(yù)處理部分，具體原因如下：①由于傳統(tǒng)的處理方式 SDI 值不能有效的進(jìn)行控制，一般情況下SDI>5，不利于后期的系統(tǒng)運(yùn)行，而采用超濾裝置的SDI 就比較穩(wěn)定，則可以有效的保證后期系統(tǒng)的運(yùn)行；②與傳統(tǒng)的預(yù)處理相比，超濾裝置的占地面積比較少，可以有效 地 節(jié)約建筑費(fèi)用與成本；③與傳統(tǒng)的處理方式相比，超濾裝置的更換更為方便；④伴隨著超濾技術(shù)的不斷深入與發(fā)展，超濾技術(shù)得到了進(jìn)一步的完善，均能穩(wěn)定安全地進(jìn)行運(yùn)行，且超濾膜的價(jià)格明顯降低，在一次性投資與維護(hù)費(fèi)用上與傳統(tǒng)的預(yù)處理相差不多。

超濾預(yù)處理（二）

反滲透部分在反滲透部分主要使用雙級(jí)反滲透工藝，可以有效的確保后續(xù)工藝的穩(wěn)定性與安全性。雙級(jí)反滲透不僅可以將原水中的99%的懸浮物和膠體進(jìn)行去除，還可以去除98%以上的溶解鹽、微生物、部分CO2以及TOC。其中雙級(jí)反滲透工藝主要是將雙級(jí)反滲透進(jìn)行拆分，這樣就可以有效的確保系統(tǒng)運(yùn)行的連續(xù)性，即使再進(jìn)行更換反滲透膜或者清洗中，就不會(huì)導(dǎo)致整個(gè)工廠進(jìn)行停水，可保證關(guān)鍵部分進(jìn)行持續(xù)用水，在一級(jí)反滲 透前增加SBS（還原劑）和MDC（阻垢劑）等裝置 ，可以有效的確保一級(jí)反滲透系統(tǒng)安全的運(yùn)行；而對(duì)一級(jí)與二級(jí)反滲透之間添加加堿裝置可以有效的提高對(duì)原水的CO2 去除。

（三）電去離子部分  

在對(duì)反滲透出水中進(jìn)行深度脫鹽時(shí)，電阻率能一般要大于15MΩ*cm，近年來，最常用的兩種電去離子深度除鹽裝置有EDI、CEDI等這兩個(gè)模塊。

（四）拋光混床部分

由于超純水對(duì)水質(zhì)的要求比較高，所以在純水箱后的輸送管道上添加拋光混床，這樣就可以有效的確保超純水系統(tǒng)在產(chǎn)水的過程中比較穩(wěn)定，而在實(shí)際應(yīng)用中，一般都采用雙級(jí)拋光混床。

（五）UV殺菌器、TOC 脫除器

在電去離子部分前一般會(huì)布置UV殺菌器，紫外線波長(zhǎng)為254nm，可有效的將水中的微生物與細(xì)菌殺死，避免細(xì)菌污染。而TOC脫除器主要布置在拋光混床前，紫外線的波長(zhǎng)為185nm催化，通過對(duì)水中的有機(jī)物進(jìn)行有效的氧化降解，從而確保產(chǎn)水的TOC<100ppb。

二、超純水系統(tǒng)中各階段常用管材

在超純水系統(tǒng)中管材的選用也非常重要，既要能做到保證水質(zhì)、又應(yīng)該做到經(jīng)濟(jì)合理。超純水系統(tǒng)中常用管材主要包括:PVC、SUS304、CPVC、SUS316及PVDF等管材。一般在超純水制造區(qū)預(yù)處理階段多采用PVC管或SUS304管。設(shè)備面管一般采用內(nèi)襯膠鋼管(SGPRL),對(duì)于水泵等產(chǎn)生震動(dòng)的動(dòng)力設(shè)備周邊采用SUS304管；

在一次純水階段主流程采用PVC管或SUS304管。高壓泵與反滲透(RO)之間，由于壓力高所以必須采用SCH80的SUS304管及耐壓2.0MPa級(jí)的法蘭。

由于RO對(duì)水溫有一定的要求，因而一般在RO之前有熱交換器，其周邊也應(yīng)該采用SUS304管；在超純水制造階段，主流程一般應(yīng)采用SUS316管和CPVC管；拋光循環(huán)區(qū)主流程一般采用SUS316管(焊接連接，并要求雙面成型）和PVDF管，超純水回收管道采用CPVC管。在以上水處理各階段廢水排放管道均采用普通PVC管；在純水制造過程中酸堿等加藥管線，應(yīng)采用耐沖擊PVC管；純水系統(tǒng)中使用的氮?dú)庀到y(tǒng)采用SUS304管，超純水拋光系統(tǒng)所用氮?dú)夤艿啦捎肧US316管；壓縮空氣系統(tǒng)在純水系統(tǒng)中作為氣動(dòng)閥開關(guān)動(dòng)力，一般采用SUS304管或SGP管，當(dāng)采用SGP管時(shí)進(jìn)入電氣盤前需加過濾器。

三、超純水系統(tǒng)管道施工的特殊工藝

CPVC 和 PVDF管材在金屬離子及有機(jī)碳的析出、無微細(xì)粒子、無活菌繁殖等方面，都能滿足超純水系統(tǒng)的要求。管材及附件的加工封裝都是在超潔凈環(huán)境中進(jìn)行的，因而這兩種管道的施工也有一定的特殊性。

CPVC管道粘接應(yīng)采用日本產(chǎn)85號(hào)（最新型號(hào)應(yīng)該是90號(hào)）塑料管用膠水。管道切割應(yīng)采用電動(dòng)帶鋸式管道切割鋸或旋轉(zhuǎn)式割管器，盡量避免用手鋸（因?yàn)槭咒徢泄芄芏嗣潭嚯y處理）。切口的毛刺一定要清除干凈，且要對(duì)管端進(jìn)行2～3mm的倒角，以免粘接時(shí)膠水被刮入承口內(nèi)，造成因人為施工不當(dāng)減小粘接面使管道粘接部位泄漏。管件和管道粘接面涂膠一定要均勻，涂膠前對(duì)管件的內(nèi)面及管道的外面先用白布去除外表灰塵，再用無塵布蘸丙酮進(jìn)行脫脂清洗。

CPVC管道粘接施工嚴(yán)格地說應(yīng)該在潔凈間內(nèi)進(jìn)行，而后再采用法蘭在現(xiàn)場(chǎng)連接。但由于施工現(xiàn)場(chǎng)的種種特殊情況，管道往往要在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行下料粘接安裝。但需注意在現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí),施工區(qū)域要相對(duì)干凈（不得有很大的灰塵）。粘接施工時(shí)禁止在地面上進(jìn)行，應(yīng)在加工平臺(tái)上進(jìn)行粘接操作。施工時(shí)一定要戴上專用潔凈一次性手套，施工過程中禁止徒手接觸管道的內(nèi)壁（因?yàn)槭稚系挠椭吃诠軆?nèi)壁很難沖洗干凈）。管道在插入時(shí)使用緊線器，并劃線以確認(rèn)插入的深度是否足夠。法蘭間密封材料應(yīng)用PTFE（聚四氟乙烯）。堆放場(chǎng)所需要墊上彩條布或塑料薄膜對(duì)管道進(jìn)行保護(hù)。備注：此段落內(nèi)容涉及的CPVC應(yīng)該特指Clean-PVC（也叫HP PVC/高潔凈PVC，原料為PVC的改性，也叫脫油聚氯乙烯，顏色為深黑色，多為日本積水/旭有品牌）。

原文中有注釋CPVC為氯化聚氯乙烯，或?yàn)樽髡呃斫忮e(cuò)誤（概率極低），或?yàn)轭愃莆疫@樣的轉(zhuǎn)發(fā)者畫蛇添足之舉（有較大概率），特此說明。Clean-PVCPVDF管道全部采用焊接連接。在施工過程中，更要注意潔凈，同時(shí)對(duì)于施工環(huán)境的要求更加嚴(yán)格。PVDF管道焊接必須在潔凈小室內(nèi)進(jìn)行，不得在一般的房間內(nèi)進(jìn)行施工。進(jìn)入潔凈加工間必須換上專用鞋,管口及附件在潔凈間外必須封口不得外露。對(duì)于管件的包裝材料必須在施工前才能開封，在焊接操作時(shí)必須帶好一次性潔凈PVC手套，焊接前必須用異丙醇、酒精或丙酮對(duì)管端進(jìn)行脫脂、清洗。清洗用布要采用無塵潔凈布，不干凈的無塵布要及時(shí)更換。輔助焊接的人員也須帶上潔凈棉手套。對(duì)于每一個(gè)焊口，焊完之后必須及時(shí)進(jìn)行外觀檢查，要求焊口四周的焊露高低均勻并高于管道外壁。在PVDF管道焊完之后必須及時(shí)對(duì)管口進(jìn)行封扎，再運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)采用法蘭連接，法蘭間的密封材料采用PTFE。管道安裝時(shí)先在現(xiàn)場(chǎng)量取尺寸繪制詳細(xì)的安裝加工圖，再由專人進(jìn)行管道焊接加工。焊接、安裝人員各負(fù)其責(zé)以提高工作效益。

四、結(jié)束語(yǔ)

總之，在超純水系統(tǒng)施工過程中,除了要滿足管道系統(tǒng)的密閉要求外,更重要的就是要注意提高施工人員的潔凈意識(shí)，使他們能自覺的按照潔凈管道施工要求去做,根據(jù)水處理不同階段的不同要求進(jìn)行施工，以避免因施工不當(dāng)對(duì)管道造成污染，使得處理水質(zhì)達(dá)不到業(yè)主要求，引起質(zhì)量事故的發(fā)生。