Utilisation de résine échangeuse d'ions dans la production d'eau ultrapure pour l'industrie électronique

1Industrie de l'application

La résine d'échange d'ions est largement utilisée dans leindustrie de l'électronique et de la fabrication de semi-conducteurs, principalement pour la production d'eau ultrapure.

Dans la fabrication de plaquettes, de circuits intégrés, de panneaux LCD, de puces LED et de cellules photovoltaïques, l'eau ultrapure est utilisée pour le nettoyage des plaquettes, le nettoyage des équipements, la préparation chimique,et refroidissement des processusÉtant donné que les composants électroniques nécessitent une précision de traitement extrêmement élevée, même des traces d'ions, d'impuretés métalliques et de contaminants organiques dans l'eau peuvent affecter la qualité du produit.L'eau de production dans cette industrie doit répondre à des exigences de pureté très strictes..

2Des problèmes à résoudre

L'eau du robinet ordinaire ou l'eau brute contient généralement des ions calcium, des ions magnésium, des ions sodium, des ions chlorure, des ions sulfate et des ions métalliques tels que le fer et le cuivre.Si ces impuretés entrent directement dans le processus de fabrication de l'électronique, ils peuvent causer les problèmes suivants:

• Résidus d'ions sur les surfaces des plaquettes:Les impuretés ioniques dans l'eau peuvent rester sur la surface de la gaufre et affecter les processus de photolithographie, de gravure et de revêtement ultérieurs.

• Réduction du rendement des produits:Des traces d'impuretés peuvent provoquer des courts-circuits, des fuites ou des performances instables.

• Contamination des équipements et des conduites:Les ions métalliques et autres impuretés peuvent se déposer à l'intérieur des équipements et affecter le fonctionnement de la production.

• Réactions chimiques instables:L'eau impure peut affecter la pureté et la stabilité des produits chimiques de qualité électronique.

• Faibles performances de nettoyage:L'eau ordinaire ne peut pas éliminer efficacement les contaminants des plaquettes et des composants de précision.

• Des coûts de production plus élevés:Les taux de rejet des produits augmentent, tandis que le nettoyage, l'entretien et les temps d'arrêt des équipements deviennent plus fréquents.

Par conséquent, la question centrale que l'industrie électronique doit résoudre est la suivante:

Comment éliminer les ions dissous et les traces d'impuretés de l'eau afin de produire une eau de haute pureté ou ultra-pure qui répond aux exigences des processus de fabrication électronique.

3. Solution

Les entreprises utilisent généralement un processus combiné deOsmose inverse (RO) + résine d'échange ionique + traitement de polissage finalpour produire de l'eau très pure.

Après un prétraitement et une osmose inverse, la plupart des solides en suspension, de la matière organique, des sels et des micro-organismes dans l'eau sont éliminés.où la résine échangeuse de cations et la résine échangeuse d'anions éliminent davantage les ions résiduels.

Le principe de base est le suivant:

• Résine d'échange de cations:Élimine des cations tels que Ca2+, Mg2+, Na+, Fe3+, et Cu2+ de l'eau et libère de l'H+.

• Résine d'échange d'anions:Élimine des anions tels que Cl−, SO42−, HCO3− et NO3− de l'eau et libère OH−.

• Combinaison de H+ et OH−:Le H+ et l'OH− libérés se combinent pour former des molécules d'eau, ce qui réduit encore la teneur en ions de l'eau.

• Résine mixte échangeuse d'ions:Dans la phase finale de polissage, une résine d'échange d'ions à lit mixte est utilisée pour éliminer les traces d'ions résiduels et améliorer la résistivité et la pureté de l'eau produite.

Un flux de processus typique est:

Raw water → Multimedia filtration → Activated carbon filtration → Cartridge filtration → Reverse osmosis system → Cation exchanger → Anion exchanger → Mixed-bed ion exchanger → Ultrapure water point of use

Dans certaines lignes de production où les exigences en matière de qualité de l'eau sont plus élevées, la stérilisation ultraviolette, la filtration terminale et l'ultrafiltration peuvent également être ajoutées pour contrôler davantage la matière organique,les micro-organismes, et des particules.

4Scénario d'application spécifique

Prenant comme exemple le nettoyage des plaquettes, après la photolithographie, la gravure, l'implantation d'ions et d'autres procédés, des résidus chimiques, des particules et des contaminants métalliques peuvent rester sur la surface des plaquettes.Les fabricants de semi-conducteurs utilisent de l'eau ultra-pure traitée par une résine d'échange d'ions pour rincer les gaufres plusieurs fois, réduisant efficacement les impuretés ioniques et la contamination des métaux dans l'eau.

Après le nettoyage, la surface de la gaufre est moins susceptible de former de nouveaux résidus ioniques,réduisant ainsi les défauts de circuit causés par des problèmes de qualité de l'eau et améliorant la précision du traitement des puces et le rendement du produit.

5Résultats des candidatures

Après avoir appliqué de la résine échangeuse d'ions pour produire de l'eau ultrapure, les fabricants d'électronique peuvent obtenir les résultats suivants:

• Contenu en ions réduit dans l'eau, répondant aux exigences de nettoyage des plaquettes et des composants électroniques de précision.

• Contamination inférieure par ions métalliques, réduisant le risque de fuite, de court-circuit et d'anomalies de performance des produits.

• Amélioration du rendement des produits, réduisant le rejet du produit causé par une qualité de l'eau non qualifiée.

• Protection des équipements de production, réduisant les dépôts ioniques et la contamination à l'intérieur des conduites et des équipements.

• Stabilité chimique améliorée, empêchant les impuretés de l'eau d'interférer avec les processus de production.

• Une continuité de production plus stable, réduisant les temps d'arrêt et la maintenance causés par des problèmes de qualité de l'eau.

• Moins de coûts de production globaux, améliorant les avantages économiques en réduisant les retouches, les rejets et l'entretien des équipements.

6Résumé de l' affaire

Dans l'industrie de l'électronique et des semi-conducteurs, la résine échangeuse d'ions est principalement utilisée pouréliminer les ions dissous et les impuretés métalliques de l'eau et produire de l'eau de haute pureté et ultra-pureCette technologie résout des problèmes tels que la contamination ionique dans l'eau ordinaire, les résidus sur les surfaces des plaquettes et la réduction du rendement du produit.Il est un élément important des systèmes de traitement de l'eau pour la fabrication d'électronique.