มาตรฐาน ASTM D5127-13 สำหรับน้ำบริสุทธิ์พิเศษสำหรับใช้ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์และเซมิคอนดักเตอร์

มาตรฐาน "ASTM D5127-13 คู่มือมาตรฐานสำหรับน้ำบริสุทธิ์พิเศษที่ใช้ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์และเซมิคอนดักเตอร์" ที่เผยแพร่โดยสมาคมการทดสอบและวัสดุแห่งอเมริกา (ASTM) อธิบายคำแนะนำสำหรับคุณภาพน้ำที่เกี่ยวข้องกับการผลิตในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์และเซมิคอนดักเตอร์

มาตรฐานนี้ครอบคลุมการจำแนกน้ำ 0,032 ประเภท รวมถึงน้ำสำหรับความกว้างเส้นที่ต่ำถึง XNUMX ไมครอน ในทุกกรณีคำแนะนำนี้มีไว้สำหรับน้ำในจุดจ่ายน้ำ

น้ำใช้สำหรับล้างและล้างส่วนประกอบเซมิคอนดักเตอร์ระหว่างการผลิต น้ำยังใช้สำหรับกระบวนการทำความสะอาดและการกัดกร่อน การสร้างไอเพื่อออกซิเดชันบนพื้นผิวซิลิกอน การเตรียมมาส์กโฟโต และการสะสมวัสดุเรืองแสง การใช้งานอื่น ๆ ได้แก่ การพัฒนาและการผลิตอุปกรณ์โซลิดสเตต อุปกรณ์ฟิล์มบาง เลเซอร์สื่อสาร ไดโอดเปล่งแสง เครื่องตรวจจับแสง วงจรพิมพ์ อุปกรณ์หน่วยความจำ อุปกรณ์หลอดสุญญากาศ หรืออุปกรณ์อิเล็กโทรไลต์

ผู้ใช้ที่ต้องการคุณภาพน้ำที่แตกต่างจากที่อธิบายไว้ในที่นี้ ควรดูมาตรฐานน้ำอื่นๆ เช่น ข้อกำหนดมาตรฐาน ASTM D1193-06 สำหรับน้ำที่ใช้รีเอเจนต์ และคู่มือมาตรฐาน ASTM D5196-06 สำหรับน้ำเกรดการใช้งานทางชีวภาพ

สำหรับวัตถุประสงค์ของมาตรฐานนี้ นอกเหนือจากคำศัพท์และคำจำกัดความที่กำหนดไว้ในมาตรฐาน "ASTM D1129-13 คำศัพท์มาตรฐานสำหรับน้ำ" แล้ว คำจำกัดความต่อไปนี้ยังใช้บังคับด้วย:

• จำนวนแบคทีเรียทั้งหมดคือจำนวนทั้งหมดของจุลินทรีย์ที่สามารถเพาะเลี้ยงได้ที่มีอยู่ในตัวอย่างที่ระบุ โดยกำหนดตามวิธีการทดสอบมาตรฐาน ASTM F1094 โดยไม่รวมจุลินทรีย์ที่ไม่ต้องใช้ออกซิเจน
• คาร์บอนอินทรีย์ทั้งหมด (TOC) หมายถึงคาร์บอนที่วัดได้หลังจากการตอบสนองของคาร์บอนอนินทรีย์ถูกกำจัดออกไปโดยหนึ่งในวิธีการทดสอบ ASTM ที่กำหนดไว้

มาตรฐานนี้แนะนำคุณภาพน้ำที่จำเป็นสำหรับอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์และไมโครอิเล็กทรอนิกส์ ต้องใช้น้ำที่มีความบริสุทธิ์สูงเพื่อป้องกันการปนเปื้อนของผลิตภัณฑ์ระหว่างการผลิต เนื่องจากการปนเปื้อนถือเป็นสิ่งที่ยอมรับไม่ได้และอาจส่งผลให้ประสิทธิภาพของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่ำ ระดับความบริสุทธิ์ของน้ำจะถูกกำหนดตามกระบวนการผลิต ชนิดของน้ำบริสุทธิ์พิเศษจะถูกกำหนดโดยความกว้างเส้นอุปกรณ์ ในทุกกรณีคำแนะนำด้านคุณภาพน้ำจะใช้ในจุดจัดจำหน่าย ขีดจำกัดการปนเปื้อนขึ้นอยู่กับข้อมูลจำเพาะของการปนเปื้อนในปัจจุบันและวิธีการวิเคราะห์ที่มีอยู่ (ดำเนินการในห้องปฏิบัติการที่สะอาดที่เหมาะสมหรือด้วยเครื่องมือออนไลน์) ใช้ทั้งวิธีการออนไลน์และออฟไลน์ตามแนวทางปฏิบัติอุตสาหกรรมปัจจุบัน อาจต้องมีการเพิ่มความเข้มข้นของตัวอย่างเพื่อวัดสารปนเปื้อนในระดับที่ระบุในตารางที่ชื่อว่า “ความต้องการน้ำในจุดจำหน่ายในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์และเซมิคอนดักเตอร์” ที่ระบุไว้ในมาตรฐาน

มาตรฐานนี้ระบุถึงน้ำเกรดอิเล็กทรอนิกส์ 7 ประเภท ในทุกกรณีคำแนะนำด้านคุณภาพน้ำจะใช้ในจุดจัดจำหน่าย การจำแนกประเภทมีดังนี้:

• ชนิด E-1: น้ำชนิดนี้จัดอยู่ในประเภทน้ำไมโครอิเล็กทรอนิกส์สำหรับใช้ในการผลิตอุปกรณ์ที่มีความกว้างเส้นระหว่าง 0,5 ถึง 1,0 µm
• ชนิด E-1.1: น้ำชนิดนี้จัดอยู่ในประเภทน้ำไมโครอิเล็กทรอนิกส์สำหรับใช้ในการผลิตอุปกรณ์ที่มีความกว้างเส้นระหว่าง 0,25 ถึง 0,35 µm
• ชนิด E-1.2: น้ำชนิดนี้จัดอยู่ในประเภทน้ำไมโครอิเล็กทรอนิกส์สำหรับใช้ในการผลิตอุปกรณ์ที่มีความกว้างเส้นระหว่าง 0,09 ถึง 0,18 µm
• ชนิด E-1.3 : น้ำชนิดนี้จัดอยู่ในประเภทน้ำไมโครอิเล็กทรอนิกส์สำหรับใช้ในการผลิตอุปกรณ์ที่มีความกว้างเส้นระหว่าง 0,065 และ 0,032 µm น้ำประเภทนี้เป็นน้ำบริสุทธิ์ที่ใช้งานได้จริงสูงสุดซึ่งผลิตได้ในปริมาณมาก และได้รับการออกแบบมาเพื่อการใช้งานไมโครอิเล็กทรอนิกส์ที่สำคัญที่สุด
• ชนิด E-2: น้ำนี้จัดอยู่ในประเภทน้ำไมโครอิเล็กทรอนิกส์สำหรับใช้ในการผลิตอุปกรณ์ที่มีขนาดระหว่าง 1 ถึง 5 µm
• ประเภท E-3: น้ำประเภทนี้จัดอยู่ในประเภทน้ำอิเล็กทรอนิกส์ขนาดใหญ่ที่ใช้ในการผลิตอุปกรณ์ที่มีขนาดใหญ่กว่า 5 µm เกรดนี้สามารถใช้ผลิตชิ้นส่วนขนาดใหญ่และชิ้นส่วนขนาดเล็กบางส่วนที่ไม่ได้รับผลกระทบจากสิ่งเจือปนปริมาณเล็กน้อย
• ประเภท E-4: อาจจัดอยู่ในประเภทน้ำที่ใช้ในการเตรียมสารละลายชุบและการใช้งานอื่นๆ ที่น้ำที่ใช้อาจมีคุณภาพต่ำกว่า

ส่วนประกอบของระบบน้ำที่ใช้ผลิตน้ำเกรดอิเล็กทรอนิกส์ ควรแบ่งออกเป็นกลุ่มกระบวนการทั่วไป 5 กลุ่ม เพื่อให้จัดระเบียบส่วนประกอบของระบบได้ง่ายขึ้น การดำเนินการเหล่านี้มีดังต่อไปนี้:

• การบำบัดล่วงหน้า: การบำบัดในกลุ่มนี้เกี่ยวข้องกับการเติมสารตกตะกอน สารตกตะกอน สารตกตะกอน ถังตกตะกอน และระบบกรองอนุภาค (รวมทั้งตัวกรองทราย องค์ประกอบตัวกรองแบบใช้แล้วทิ้ง เมมเบรนอัลตราฟิลเตรชัน และระบบกำจัดอนุภาคอื่นๆ) ชั้นดูดซับหรือดักจับอาจรวมถึงทรายเขียว คาร์บอนกัมมันต์ และวัสดุสังเคราะห์หลากหลายชนิดที่เฉพาะเจาะจงสำหรับสิ่งเจือปนอินทรีย์และอนินทรีย์โดยเฉพาะ
• การแยกเกลือออกจากน้ำ: กระบวนการนี้มีความสำคัญพื้นฐานต่อการผลิตน้ำบริสุทธิ์ทุกเกรด และอาจเกี่ยวข้องกับการแลกเปลี่ยนไอออน การออสโมซิสย้อนกลับ การไดอะไลซิสด้วยไฟฟ้า การสร้างไอออนด้วยอิเล็กโทรดต่อเนื่อง หรือกระบวนการต่างๆ มากมายของทั้งหมดนี้ ขนาดของระบบจะกำหนดการเลือกใช้กระบวนการการกำจัดเกลือแบบผสมผสาน ควรพิจารณาการกำหนดค่าต่างๆ ของกระบวนการต่างๆ เช่น การกำจัดแร่ธาตุแบบสองเตียงและแบบผสมเตียง การออสโมซิสย้อนกลับแบบหลายขั้นตอนโดยใช้เมมเบรนประเภทต่างๆ การสร้างไอออนของอิเล็กโทรด และการไดอะไลซิสด้วยไฟฟ้า
• ระบบการกำจัดสารอินทรีย์และทางชีวภาพ: การกำจัดสารปนเปื้อนทางชีวภาพและอินทรีย์ถือเป็นส่วนเสริมที่สำคัญสำหรับทุกระบบที่ใช้ในการเตรียมน้ำบริสุทธิ์สูง สารอินทรีย์ที่ละลายน้ำนอกจากจะปรากฏอยู่ในน้ำเดิมแล้ว ยังอาจสะสมอยู่ในระบบระหว่างการประมวลผลอีกด้วย วิธีลดการเกาะติดของสิ่งมีชีวิตให้น้อยที่สุด ได้แก่ การเติมไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์และโอโซน เพื่อให้ได้ผลสูงสุดจากการฉายรังสี จะต้องคำนึงถึงตัวแปรต่างๆ เช่น การไหลของน้ำและความขุ่น ระดับของสารปนเปื้อนบางชนิด เช่น เหล็ก ฮิวมิกและกรดฟลูวิก คาร์บอนอินทรีย์ทั้งหมดจะลดลงเมื่อสารอินทรีย์ถูกทำลาย
• การกำจัดอนุภาค: การกำจัดอนุภาคในการผลิตน้ำบริสุทธิ์นั้นแตกต่างจากการบำบัดเบื้องต้น ซึ่งจะกำจัดสสารแขวนลอยขนาดใหญ่ออกไป อนุภาคทุกประเภท (ทางชีวภาพ อินทรีย์ หรืออนินทรีย์) ส่งผลต่อการผลิตส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์อย่างมาก กระบวนการที่ใช้ในการกำจัดอนุภาคโดยทั่วไปประกอบด้วยการใช้โครงสร้างเมมเบรนไมโครพรุนแบบแบน ทรงกระบอก หรือแบบจีบ
• ระบบการจัดเก็บและการจ่ายน้ำ: การจัดเก็บน้ำสำหรับเครื่องใช้ไฟฟ้าในระหว่างการผลิตเป็นสิ่งสำคัญ เนื่องจากสิ่งเจือปนจะถูกเติมลงไปในน้ำตามสัดส่วนของความสามารถในการละลายของสิ่งเจือปน พื้นที่สัมผัส และระยะเวลาสัมผัสระหว่างน้ำ อากาศ วัสดุที่เก็บ หรือการรวมกันของสิ่งเหล่านี้ เนื่องจากการลดการสัมผัสน้ำกับภาชนะจัดเก็บเป็นสิ่งสำคัญ ดังนั้นควรลดปริมาณการจัดเก็บให้เหลือน้อยที่สุดด้วย ควรใช้ไนโตรเจนที่มีความบริสุทธิ์สูงเพื่อปกคลุมบรรยากาศเหนือน้ำที่เก็บไว้

องค์กรของเราซึ่งพยายามสนับสนุนธุรกิจจากทุกภาคส่วนด้วยการทดสอบ การวัด การวิเคราะห์และการประเมินที่หลากหลายซึ่งได้ดำเนินการมาเป็นเวลาหลายปี มีบุคลากรที่แข็งแกร่งซึ่งติดตามการพัฒนาของโลกในด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีอย่างใกล้ชิด และปรับปรุงตัวเองอย่างต่อเนื่อง ในบริบทนี้ บริการทดสอบยังมีให้กับธุรกิจต่างๆ ตามมาตรฐาน “มาตรฐาน ASTM D5127-13 สำหรับน้ำบริสุทธิ์พิเศษที่ใช้ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์และเซมิคอนดักเตอร์” อีกด้วย