半导体、FPD、OLED 与 PCB 用超纯水及高纯水系统 — 18.2 MΩ·cm，SEMI F63 / IPC-9592
双级 RO + EDI + 抛光混床 + 185 nm UV 用于晶圆厂（18.2 MΩ·cm），RO → EDI → 子环抛光用于显示与 PCB 清洗（10–16 MΩ·cm）。面向晶圆厂、先进封装、OLED/LCD 及化合物半导体产线。能力覆盖 0.5 t/h 实验室中试至 100 t/h 生产系列。
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为何半导体晶圆厂无法接受低于 18.2 MΩ·cm 的水质
单个 0.1 µm 颗粒或 1 ppb TOC（总有机碳）波动即可报废整批 EUV 光刻晶圆。我们按 SEMI F63 与 ASTM D5127-13 Type E1.1 / E1.2 设计，确保在瞬态用水需求下也能维持这些指标——而非仅稳态时达标。
| 您测量的指标 | 重要性 | 我们维持的目标 |
|---|---|---|
| 电阻率 | 总离子污染 | 18.2 MΩ·cm @ 25 °C |
| TOC（总有机碳） | 光刻胶缺陷 | < 5 ppb（在线） |
| 颗粒 | 图形缺陷 | < 1/mL @ ≥ 0.05 µm |
| 二氧化硅 | 晶圆表面沉积 | < 0.5 ppb |
| 细菌 / 内毒素 | 良率杀手 | < 1 CFU/L |
我们的标准超纯水（UPW）工艺链
| 阶段 | 设备 | 功能 | 关键参数 |
|---|---|---|---|
| ③ 一级 RO | DOW™ BW30-400 | 去除 95–99% 离子 | 回收率 75–80% |
| ④ 二级 RO | DOW™ BW30-4040 | 降至 < 5 µS/cm | 回收率 90% |
| ⑤ EDI（电去离子） | Veolia / Suez / QKH-EDI | 连续去除离子 | 15–18 MΩ·cm |
| ⑥ 抛光混床 | 核级混床树脂 | 最终抛光至 18.2 MΩ·cm | 混床寿命 12–18 个月 |
| ⑦ 185 nm UV | TOC（总有机碳）去除 | 光氧化残留 TOC（总有机碳） | ≥ 30 mJ/cm² |
| ⑨ 分配环路 | EP 316L SS / PVDF / PFA | 在使用点维持电阻率 | Ra ≤ 0.8 µm, 1.5–2 m/s |
综合回收率 85–90%，浓水回用至超纯水（UPW）回收与洗涤塔补水。
我们采用的材料
| 润湿部件 | 材质 | 表面处理 |
|---|---|---|
| RO 膜壳 | 乙烯基酯内衬 FRP | — |
| 分配管道 | 电解抛光 316L 不锈钢 / PVDF / PFA | Ra ≤ 0.8 µm |
| 储罐 | HDPE 衬里碳钢 / PP / PVDF | 无金属接触 |
| 阀门 | 卫生级隔膜阀，EPDM/PTFE | 无死腔 |
| 焊接 | 轨道焊，氩气保护 | 钝化按 ASTM A967 |
标准产能
| 型号 | 产水量 | 功率 | 典型应用 |
|---|---|---|---|
| UPW-0.5 | 0.5 t/h | 4 kW | 研发 / 实验室中试 |
| UPW-2 | 2 t/h | 12 kW | 中试线，OLED 研发 |
| UPW-5 | 5 t/h | 25 kW | 小批量晶圆厂 |
| UPW-10 | 10 t/h | 50 kW | 6"/8" 晶圆厂 |
| UPW-20 | 20 t/h | 95 kW | 8"/12" 晶圆厂 |
| UPW-50 | 50 t/h | 220 kW | 12" 先进晶圆厂 |
| UPW-100 | 定制 | 定制 | 超大晶圆厂 |
工程参考 — 面向 12" 晶圆厂的 50 t/h 超纯水（UPW）
| 参数 | 设计值 |
|---|---|
| 进水 | 市政自来水，TDS ≈ 200 ppm，二氧化硅 ≈ 8 ppm |
| 超纯水（UPW）需求 | 50 t/h，1.3× 峰值系数 |
| 分配环路 | 1.8 m/s，3× 储罐周转/小时 |
| 超纯水（UPW）水质 | 18.2 MΩ·cm，TOC（总有机碳） < 5 ppb，颗粒 < 1/mL |
| RO / EDI | 双级 85% 回收率；两条 EDI 线各 25 t/h |
| 分配 | EP 316L SS，Ra ≤ 0.8 µm，PFA 衬里末段 20 m |
| 控制 | 西门子 S7-1500，Profinet 接入晶圆厂 SCADA，可选 SECS/GEM |
| 交货期 | PO 后 18–22 周 |
面向 FPD、OLED 与 PCB 产线 — 高纯水，而非全套超纯水（UPW）
多数显示与电路板制造商不需要 18.2 MΩ·cm。FPD 彩色滤光片清洗、OLED 蒸镀腔清洗与 PCB 漂洗/蚀刻线，正确规格为 10–16 MΩ·cm 清洗水，外加一条独立的低等级工艺环。在无需之处指定全套超纯水（UPW）会增加约 30–50% 的额外资本支出与 40–60% 的运行成本，却无良率收益——我们按产线的正确规格设计。
| 您测量的指标 | 重要性 | 我们维持的目标 |
|---|---|---|
| 电阻率（清洗） | 玻璃 / 晶圆 / PCB 上的离子残留 | 10–16 MΩ·cm @ 25 °C |
| TOC（总有机碳）（清洗） | 显示屏条痕，玻璃雾面 | < 50 ppb（在线） |
| 颗粒 | 显示 mura，PCB 焊接缺陷 | < 10/mL @ ≥ 0.1 µm |
| 二氧化硅 | 玻璃染色 | < 5 ppb |
| 细菌 | 子环内生物膜 | < 10 CFU/L |
| 工艺环（蚀刻/CMP） | 循环回用 | 1–5 MΩ·cm（视阶段而定） |
多数 FPD 与 Gen-6+ OLED 产线主环无需抛光混床——EDI + 185 nm UV + 子环储罐在使用点维持约 15 MΩ·cm。我们仅在单个高要求设备（如 EUV 相关量测）或临界进水需要时才加装混床抛光。可选的超滤（UF）+ RO CMP 回收撬装将 60–80% 的蚀刻/CMP 废水回收至预处理。
工程参考 — 面向 Gen-6 OLED 产线的 10 t/h 清洗水
| 参数 | 设计值 |
|---|---|
| 进水 | 市政自来水，TDS ≈ 200 ppm，二氧化硅 ≈ 8 ppm，游离 Cl₂ < 0.5 ppm |
| 清洗需求 | 平均 10 t/h，1.4× 峰值 |
| 清洗水水质 | 15 MΩ·cm @ 使用点，TOC（总有机碳） < 30 ppb，颗粒 < 5/mL @ ≥ 0.1 µm |
| 工艺环（蚀刻/CMP） | 经超滤（UF）+ RO 回收 2 t/h，回至进水 |
| 子环 | PFA 衬里末段 15 m，1.8 m/s，3× 储罐周转/小时 |
| 控制 | 西门子 S7-1500 / Allen-Bradley CompactLogix，Profinet 接入晶圆厂 DCS |
| 交货期 | PO 后 12–16 周 |
我们规避的 5 个设计陷阱
- EDI 启动期间的 TOC（总有机碳）波动 — EDI 出水口设在线 TOC（总有机碳）；仅当 TOC（总有机碳） < 10 ppb 持续 24 h 后再向设备供水。
- 混床再生后颗粒尖峰 — 在出厂验收测试（FAT）预测试；3 天现场交接。
- 环路内细菌滋生 — 流速 ≥ 1.5 m/s，配合定期热消毒（≥ 80 °C）和/或臭氧。
- EDI 二氧化硅穿透 — 前置 RO 将二氧化硅降至 0.5 ppm 以下；在设计前期核查。
- 混床寿命因 CO₂ 吸收而浪费 — N₂ 覆盖与 HEPA 排气过滤器使混床寿命维持在 12–18 个月。
- 在 10–16 MΩ·cm 已足够时过度指定全套超纯水（UPW）（FPD/OLED/PCB） — 我们先确认产线要求最严苛的使用点，再回推规格。显示产线仅按超纯水（UPW）报价，会让买方多付 30–50% 却无良率收益。
我们依据的标准
- SEMI F63 — 半导体加工用超纯水（UPW）
- ASTM D5127-13 — Type E1.1 / E1.2（晶圆超纯水（UPW））与 E2 / E3（显示/PCB 清洗水）
- IPC-9592 — PCB 制造水质
- ASTM D5128 — 在线 TOC（总有机碳）分析
- ISO 14644-3 — 洁净室兼容性
- CE / IEC 61010 / IEC 61326
- ISO 9001 / ISO 14001
常见问题
Q1. 你的超纯水（UPW）系统实际能维持多高电阻率？
对晶圆厂，在使用点维持 18.2 MΩ·cm，经出厂验收测试（FAT）与现场 SAT 验证。对 FPD / OLED / PCB 清洗线，我们维持 10–16 MΩ·cm——按产线真实需求规格化，避免为不需要的超纯水（UPW）付费。抛光混床再生间隔设计为 12–18 个月。
Q2. 能否与我们的晶圆厂 SCADA / MES 集成？
可以——Modbus TCP / Profinet / EtherNet/IP 为标准配置；可选 SECS/GEM（SEMI E30/E84/E87）。
Q3. 交货与安装需要多久？
≤ 20 t/h 为 12–14 周；50 t/h 为 18–22 周。20 t/h 撬装现场安装 3–4 周。
Q4. 你们接受何种进水？
市政饮用水 TDS ≤ 500 ppm。地表水/河水/海水需配超滤（UF）预处理撬装。
Q5. 你们是否提供 IQ/OQ 文档？
提供——完整 IQ/OQ/PQ（英文），出厂验收测试（FAT）在我司工厂，现场 SAT，材料可追溯性（3.1 证书）与校准证书。
Q6. 质保如何？
整机 12 个月 + 核心部件 36 个月（RO 膜元件、EDI 模块、UV 灯）。
Q7. 你们是否供应耗材与备件？
提供——2 年耗材预测；标准备件存于深圳仓库，国际发货 7 天可达。
Q8. 能否来厂进行出厂验收测试（FAT）？
可以——客户可在深圳工厂进行出厂验收测试（FAT），或远程视频 FAT。
相关设备与行业
RO-4000 — 反渗透（RO） · DI-1000 — 去离子水 · PW-1500 — GMP 纯化水 · UF-2000 — 超滤（UF） · WFI-1000 — 注射用水（WFI）
技术内容由荣耕（Rong Water）工业水处理专家 Ella Liu 审核——10 年以上为半导体、显示（FPD/OLED）及电子行业客户设计反渗透（RO）、EDI（电去离子）与超纯/高纯水系统的经验。