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一、AMBERJET UP6040極端超純水拋光樹(shù)脂概述：

AMBERJET UP6040是一種專(zhuān)門(mén)為了用于最高純度的水處理系統(tǒng)中的終端精制超純水器所設(shè)計(jì)，制造生產(chǎn)的半導(dǎo)體級(jí)混床離子交換樹(shù)脂。此預(yù)先混合的產(chǎn)品是由依當(dāng)量平衡比例的高交換容量，完全再生的凝膠型強(qiáng)酸陽(yáng)樹(shù)脂及強(qiáng)堿陰樹(shù)脂所組合的。這些樹(shù)脂是經(jīng)由羅門(mén)哈斯公司專(zhuān)利的噴射制程所生產(chǎn)的，具極佳的物理及化學(xué)穩(wěn)定性的均一顆粒型樹(shù)脂。兩種樹(shù)脂顆粒大小的分布是經(jīng)過(guò)特別設(shè)計(jì)，以避免當(dāng)樹(shù)脂與水?dāng)嚢钑r(shí)，陽(yáng)陰樹(shù)脂因?yàn)橹亓Φ牟煌蛛x。如此的設(shè)計(jì)，可確保終端精制塔內(nèi)的混床樹(shù)脂是完全混合的，并發(fā)揮最佳的交換平衡效益。均一顆粒的特性使得樹(shù)脂加強(qiáng)了混床樹(shù)脂的離子交換速率，使得樹(shù)脂可操作于較高的采水流量，并達(dá)到壓差及純度的最佳平衡點(diǎn)。上述的特點(diǎn)，使得此樹(shù)脂可在消耗最少的清洗水情形下，得到最高純度的純水。

        AMBERJET UP6040是應(yīng)使用于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的超純水系統(tǒng)，及其它類(lèi)似用途的需求，所特殊設(shè)計(jì)的不再生型終端精制混床樹(shù)脂。此樹(shù)脂的使用，使得所有種類(lèi)的離子，如二氧化硅、TOC及次微米顆粒濃度等的泄漏量，進(jìn)入了新低的紀(jì)元。由于為不再生型，此新種類(lèi)的半導(dǎo)級(jí)混床樹(shù)脂不會(huì)受到再生系統(tǒng)的影響，并可在采水中發(fā)揮最佳的特性。AMBERJET UP6040并不建議用于可再生的混床系統(tǒng)中。

二、AMBERJET UP6040極端超純水拋光樹(shù)脂基本特性

入水溫度 15-25oC (60-77 oF)

最小床深 900mm (8 feet)

采水流速 30到50BV*/小時(shí)

建議入水水質(zhì)>17MW-cm

入水二氧化硅濃度 < 2ppb

入水總有機(jī)碳濃度(TOC) < 15ppb

1． 此樹(shù)脂可用于此建議之外的操作條件，但結(jié)果可能不是最佳的。

2. 1BV(床容積)=每1m3樹(shù)脂為1m3溶液

  在不再生的終端精制應(yīng)用上，超純水的質(zhì)量是遠(yuǎn)較樹(shù)脂的基本特性來(lái)的重要，但其所使用的樹(shù)脂特性以得到最佳的效能及最長(zhǎng)使用壽命仍然是不可忽視的。AMBERJET UP6040的主要樹(shù)脂特性如下表所示 ，這些數(shù)據(jù)顯示了組成AMBERJET UP6040的陽(yáng)陰樹(shù)脂特性，而這些特性賦予AMBERJET UP6040高交換容量、均一顆粒大小等的嚴(yán)格樹(shù)脂標(biāo)準(zhǔn)。

陽(yáng)樹(shù)脂H+ 陰樹(shù)脂OH-

含濕量，% 44.0-51.0 54.0-60.0

總交換容量，eq/L 32.00 31.10

均一系數(shù) ￡1.20 ￡1.20

H型，%含量 399 –

OH型，%含量 - 395.0

Cl型，%含量 - ￡0.5

三、AMBERJET UP6040極端超純水拋光樹(shù)脂應(yīng)用及特性

         在半導(dǎo)體廠(chǎng)內(nèi)的超純水處理系統(tǒng)是一龐大的，復(fù)雜的系統(tǒng)，并包含了許多不同的單元，而整個(gè)系統(tǒng)的功能及設(shè)計(jì)主要是為了得到極致的超純水。雖然沒(méi)有任何單一的單元可以確保最終的產(chǎn)水水質(zhì)，但是終端精制混床是超純水在接觸到半導(dǎo)體芯片前的最后一道化學(xué)精制的處理程序，其重要性是不可忽視的。不像對(duì)化學(xué)物質(zhì)呈現(xiàn)惰性的管路及過(guò)濾材料，離子交換樹(shù)脂是帶化學(xué)性反應(yīng)的聚合物，所有的待處理水會(huì)完全的通過(guò)樹(shù)脂，因此精制混床樹(shù)脂是除去微量化學(xué)污染物質(zhì)的最后一道防線(xiàn)。除此之外，這些樹(shù)脂絕不能釋出任何物質(zhì)，進(jìn)而污染到不能間斷的超純水供水系統(tǒng)。因?yàn)檫@些嚴(yán)格的條件，終端精制混床樹(shù)脂必須是最高的品質(zhì)，且同時(shí)必須是正確的被使用的。

四、AMBERJET UP6040極端超純水拋光樹(shù)脂終端精制的設(shè)計(jì)概念

         現(xiàn)今的超純水討論的是兆分之一(ppt)不純物的范圍，在如此的嚴(yán)格的要求下，終端精制混床樹(shù)脂的設(shè)計(jì)是沒(méi)有任何彈性的。此終端精制混床樹(shù)脂的使用必須確保除去所有的不純物，例如前端制程所可能導(dǎo)入的再生劑化學(xué)殘余物質(zhì)等。在水力的設(shè)計(jì)上，必須確保采水周期時(shí)水流分布是均勻的，同時(shí)壓差及離子交換速率也必須是平衡的。此最終精制的效能，必須是在可信賴(lài)的設(shè)備及可負(fù)擔(dān)的成本考量下被確保的。整個(gè)系統(tǒng)必須是精簡(jiǎn)的、易操作及不容易故障的。大部份的超純水系統(tǒng)工程師及供貨商會(huì)考慮使用不再生型的終端精制 混床樹(shù)脂來(lái)達(dá)到上述對(duì)最后精制系統(tǒng)的要求。而AMBERJET UP6040正是完全符合這些要求的最佳選擇。在正確的不再生精制器的設(shè)計(jì)及操作下，AMBERJET UP6040樹(shù)脂可以符合成本、效能、使用壽命等的要求及最重要的可信賴(lài)性。

五、AMBERJET UP6040極端超純水拋光樹(shù)脂工作交換容量

        與一般的離子交換樹(shù)脂應(yīng)用相比較，交換容量在超純水系統(tǒng)的終端精制混床應(yīng)用上并不是最主要的因素，因?yàn)榫苹齑驳娜胨|(zhì)所殘余的不純物，應(yīng)該已是ppb的范圍。因此終端精制混床樹(shù)脂床的設(shè)計(jì)，是在不超過(guò)樹(shù)脂的離子交換速率范圍內(nèi)，以最大的流量及最少的床體接觸時(shí)間為主要的參考數(shù)據(jù)。

一般而言，精制混床的入水水質(zhì)不純物含量，雖然是相當(dāng)?shù)牡停珔s具有極大的變異性(例如某周為2ppb，但次周卻為6ppb)，因此，工作交換容量的計(jì)算無(wú)法單純的以某一數(shù)據(jù)加以表示。實(shí)際的終端精制混床的使用壽命是決定在前端處理單元的良莠，而不是樹(shù)脂的交換容量。AMBERJET UP6040所使用的陽(yáng)陰樹(shù)脂，是在所有類(lèi)似相同用途的樹(shù)脂中，已被證實(shí)具有最高的交換容量。在采水周期中，終端精制混床樹(shù)脂會(huì)因吸附入水中所含不同種類(lèi)，如二氧化硅、硼離子、鈉離子及碳酸氫鹽之類(lèi)等不易去除的離子，而逐漸飽和。除非入水的不純物瞬間出現(xiàn)非常高的濃度，其終結(jié)(指離子的泄漏)是緩慢發(fā)生的。也因此，使用單位必須仔細(xì)監(jiān)控終端精制混床的離子泄漏量變化情形，因?yàn)檫@個(gè)變化是非常和緩的。在具有良好的設(shè)計(jì)及操作條件下，經(jīng)驗(yàn)顯示此終端精制混床樹(shù)脂的使用壽命可以超過(guò)一年以上。但如在入水離子濃度較高的條件下，樹(shù)脂將因較高的負(fù)荷而縮短其使用壽命。

六、AMBERJET UP6040極端超純水拋光樹(shù)脂流量及壓差

        流量是非常重要的設(shè)計(jì)參數(shù)。對(duì)終端精制混床樹(shù)脂而言，體積流量不應(yīng)低于30BV/h (3.8gpm/ft3)。在流量高達(dá)50BV/h (6.3gpm/ft3)的操作條件下，也是經(jīng)常所采用的設(shè)計(jì)，且證明可得到極佳的結(jié)果，在某些系統(tǒng)，所設(shè)計(jì)的流量更是略高過(guò)此數(shù)據(jù)。因此最佳流量的設(shè)計(jì)是由具經(jīng)驗(yàn)的超純水處理系統(tǒng)制造商，依系統(tǒng)的供水純度要求及工程參數(shù)之間，折衷權(quán)衡后所獲得的選擇。而AMBERJET UP6040可以滿(mǎn)足這些設(shè)計(jì)中，對(duì)終端精制混床樹(shù)脂的所有要求。流量同時(shí)是決定壓差的主要參數(shù)，AMBERJET UP6040在一般建議流量參數(shù)間的壓差情形，建議精制混床樹(shù)脂的床深約為1米(3呎)。TOC 在AMBERJET UP6040的制造過(guò)程中，已嚴(yán)格的控制并減少?gòu)臉?shù)脂內(nèi)所釋放出的TOC總量。雖然使用了純凈的、預(yù)先混合及不易分離的超純水等級(jí)的離子交換樹(shù)脂，以得到最少的TOC泄漏量，但是由于儲(chǔ)存、運(yùn)送、樹(shù)脂的拿取及加載桶槽等程序，仍會(huì)造成采水初期短暫的TOC泄漏釋出。在適當(dāng)?shù)膬?chǔ)存及正確的樹(shù)脂拿取及加載程序下，此TOC的釋放并不會(huì)持續(xù)太久的時(shí)間。大部份的情形下，AMBERJET UP6040可在6個(gè)小時(shí)的清洗時(shí)間內(nèi)，將TOC的泄漏量減少至1.0ppb以?xún)?nèi)。

    然而終端精制混床的TOC泄漏量基線(xiàn)，并不只是決定于樹(shù)脂的純凈程度，且同時(shí)受到整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及效能所影響?？v使AMBERJET UP6040是無(wú)比的純凈，它仍然無(wú)法除去非離子性的有機(jī)物質(zhì)。因此，終端精制混床的效果是由樹(shù)脂的純凈度及置于精制混床前的有機(jī)物氧化單元(如紫外線(xiàn)UV light等)的效能所綜合得到的。紫外線(xiàn)必須將水中的有機(jī)物質(zhì)，加以氧化使其成為帶負(fù)電價(jià)的離子，然后后續(xù)單元的混床才能將其吸附去除。為了使精制混床發(fā)揮TOC的去除效果，前置的紫外線(xiàn)設(shè)備必須是正確的設(shè)計(jì)、保養(yǎng)并不得過(guò)載操作的。

    同時(shí)必須注意，所有氧化有機(jī)物質(zhì)的設(shè)備單元，也會(huì)在超純水流程中產(chǎn)生氧化物質(zhì)。這些如氧(O2)、臭氧(O3)，過(guò)氧化氫(H2O2)及 如羥基等的自由基，在具極高能量的紫外線(xiàn)設(shè)備中，甚至可經(jīng)由直接的接觸而產(chǎn)生。因此，在整體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上，必須小心注意并應(yīng)盡量減少這些氧化物質(zhì)進(jìn)入到終端精制混床內(nèi)。這些氧化物質(zhì)會(huì)氧化混床樹(shù)脂，并造成化學(xué)特性的變化。遭氧化的樹(shù)脂初期會(huì)呈現(xiàn)離子交換速率的衰退，并逐漸的釋放少量的TOC。如果氧化情形變的很?chē)?yán)重時(shí)，TOC將會(huì)開(kāi)始大量的泄漏，甚至于樹(shù)脂的顆粒碎片都可能被排出于桶槽。雖然AMBERJET UP6040已經(jīng)選用了具抗氧化性的樹(shù)脂，但它們并不是絕對(duì)的抗拒氧化，也因此長(zhǎng)時(shí)間的曝露在氧化物質(zhì)的環(huán)境下，樹(shù)脂的有效壽命將會(huì)減短。

七、AMBERJET UP6040極端超純水拋光樹(shù)脂離子的泄漏

        AMBERJET UP6040及其組成樹(shù)脂均經(jīng)過(guò)后處理程序，充份的再生，以確保對(duì)各種的離子種類(lèi)而言，均為最少的離子泄漏量。這些氫型及氫氧型樹(shù)脂均具最高的再生比率，在經(jīng)過(guò)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)AMBERJET UP6040的產(chǎn)水水質(zhì)，所有的離子種類(lèi)濃度之低，已超過(guò)該實(shí)驗(yàn)室的檢測(cè)能力，因此所有的檢測(cè)數(shù)據(jù)均為空白。該實(shí)驗(yàn)室的檢測(cè)基線(xiàn)泄漏量，大部份的離子種類(lèi)均為個(gè)位數(shù)的兆分之1(ppt)。而在如此低范圍的離子層析分析(ion chromatography analysis)下，，AMBERJET UP6040的二氧化硅泄漏量通常是低于50ppt。 在實(shí)際使用上，類(lèi)似或更低的數(shù)據(jù)是常見(jiàn)的。然而我們?nèi)匀槐仨殢?qiáng)調(diào)對(duì)超純水的規(guī)范而言，樹(shù)脂的實(shí)際效能仍然是視個(gè)別單元的設(shè)計(jì)、安裝及操作而有所不同。因此 雖然在樹(shù)脂的產(chǎn)品數(shù)據(jù)中,樹(shù)脂的純凈程度是如何的被強(qiáng)調(diào)，想依此系統(tǒng)中的單獨(dú)一個(gè)樹(shù)脂單元，即給予保證整個(gè)水處理系統(tǒng)的最終產(chǎn)水純度郄是不可能的。但AMBERJET UP6040已然表現(xiàn)了在超純水處理系統(tǒng)中的最佳效能，也保證此樹(shù)脂不會(huì)限制了整體系統(tǒng)的功效。

八、AMBERJET UP6040極端超純水拋光樹(shù)脂顆粒泄漏

         AMBERJET UP6040是用于超純水系統(tǒng)中第一個(gè)減少顆粒泄漏量的樹(shù)脂，其概念與多年來(lái)描述樹(shù)脂的顆粒大小及細(xì)微粒(fines)的定義是有所不同的，而是與樹(shù)脂表面上次微米(sub-micron)的細(xì)小顆粒有關(guān)。這對(duì)樹(shù)脂的制造而言，是一個(gè)相當(dāng)新的概念，因?yàn)楸仨氉寴?shù)脂表面保持非常的平滑、干凈，同時(shí)防止因樹(shù)脂的相互磨擦，所造成的剝落情形。在此概念下，AMBERJET UP6040的組成陽(yáng)陰樹(shù)脂，在顆粒聚合的生產(chǎn)開(kāi)始階段時(shí)，即開(kāi)始控制減少樹(shù)脂表面次微米顆粒的釋放。

    雖然AMBERJET UP6040仍然不是完全沒(méi)有顆粒的釋放，但相較其它用于類(lèi)似用途的樹(shù)脂，它已經(jīng)是大幅減少顆粒的排放。雖然系統(tǒng)中的終端過(guò)濾器仍然是確保超純水產(chǎn)水中，不含任何顆粒的主要單元。AMBERJET UP6040的使用將大幅減少在新樹(shù)脂產(chǎn)水初期，大量顆粒釋放所產(chǎn)成的過(guò)濾器瞬間負(fù)荷。較少終端精制混床樹(shù)脂顆粒的釋放，表示終端過(guò)濾器較長(zhǎng)的使用壽命及較佳的過(guò)濾效果。

九、AMBERJET UP6040極端超純水拋光樹(shù)脂二氧化硅及硼離子

    在超純水處理系統(tǒng)中，控制二氧化硅及硼的泄漏量是非常的具挑戰(zhàn)性，因?yàn)檫@些物質(zhì)并無(wú)法用濾膜加以濾除。雖然強(qiáng)堿陰離子交換樹(shù)脂可以去除二氧化硅及硼離子，但如果它們是存在水中的話(huà)，將會(huì)是在超純水系統(tǒng)中，最先由混床精制器中泄漏出來(lái)的離子。而AMBERJET UP6040將 會(huì)讓產(chǎn)水中的二氧化硅及硼離子泄漏量低于所有檢測(cè)設(shè)備的最低測(cè)量值。然而，當(dāng)此二者離子穿越了超純水處理系統(tǒng)的前置處理部份，形成終端精制混床的負(fù)荷時(shí)，樹(shù)脂仍然會(huì)因離子的吸附而飽和終結(jié)。因此，為確保精制混床的效能及最長(zhǎng)的使用壽命，在上述的離子抵達(dá)終端精制混床前，應(yīng)盡可能利用前處理單元，將濃度減少到最低的程度。二氧化硅及硼離子可以利用進(jìn)入終端循環(huán)系統(tǒng)前的可再生初級(jí)混床加以有效的去除。但如果這個(gè)初級(jí)混床是經(jīng)常的過(guò)載操作而超過(guò)二氧化硅及硼離子的終點(diǎn)泄漏值，終端精制混床樹(shù)脂的使用壽命將會(huì)大幅的減短。因此，最好的建議是小心的控管初級(jí)系統(tǒng)的二氧化硅及硼離子的泄漏量,而非嘗試以終端精制混床樹(shù)脂除去這些物質(zhì)。

十、AMBERJET UP6040極端超純水拋光樹(shù)脂操作溫度

溫度是另一個(gè)影響終端精制混床樹(shù)脂效能的重要參數(shù)。對(duì)混床而言，較高的操作溫度將會(huì)造成二氧化硅及TOC的泄漏量增加，同時(shí)亦可能造成較高的硼離子泄漏。由于使用具高能量的氧化TOC 紫外線(xiàn)設(shè)備，進(jìn)入終端精制循環(huán)系統(tǒng)的水溫會(huì)因此而提高。為了從終端精制混床得到最佳的產(chǎn)水水質(zhì)，將水溫維持在低于攝氏25度是非常重要的。終端精制混床是可以工作在較高的水溫，但也會(huì)因此而造成較高的離子泄漏量及較短的使用壽命。在已操作一段時(shí)間的精制混床中，當(dāng)入水水溫瞬間上升時(shí)，常會(huì)造成明顯，可監(jiān)測(cè)的TOC或二氧化硅泄漏量提升。這現(xiàn)象類(lèi)似樹(shù)脂的終結(jié)，但實(shí)際上是因于較高入水水溫所造成的平衡轉(zhuǎn)移現(xiàn)象。對(duì)AMBERJET UP6040測(cè)試了電阻值、總有機(jī)碳值及離子交換速率的特性，保證每批次的AMBERJET UP6040均能符合生產(chǎn)超純水所需要非常嚴(yán)苛的特性參數(shù)，并可滿(mǎn)足使用單位的需求。

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