UP6040-應(yīng)用及特性-拋光樹(shù)脂：
在半導(dǎo)體廠內(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采水水質(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。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。
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列的說(shuō)明將提供所謂的正確使用所需要的相關(guān)數(shù)據(jù)，以期AMBERJETUP6040可以得到最佳的效能。
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AMBERJETUP6040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，AMBERJETUP6040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性。
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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窳，而不是樹(shù)脂的交換容量。AMBERJETUP6040所使用的陽(yáng)陰樹(shù)脂，是在所有類似相同用途的樹(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，如二氧化硅、硼離子、鈉離子及碳酸氫鹽之類等不易去除的離子，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。
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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AMBERJETUP6040可以滿足這些設(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)，AMBERJETUP6040在一般建議流量參數(shù)間的壓差情形，請(qǐng)參考所附圖表如下。請(qǐng)注意，在此圖表中，流量是以線性流速所表示的，進(jìn)而決定壓差的大小。建議精制混床樹(shù)脂的床深約為1米。
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TOC：
在AMBERJETUP6040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。在適切的儲(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，AMBERJETUP6040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以內(nèi)。
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然而終端精制混床的TOC泄漏量基線，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AMBERJETUP6040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(如紫外線束UVlight等)的效能所綜合得到的。紫外線束必須將水中的有機(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嚴(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AMBERJETUP6040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。
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離子的泄漏：
AMBERJETUP6040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)AMBERJETUP6040的采水水質(zhì)，所有的離子種類濃度之低，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)基線泄漏量，大部份的離子種類均為個(gè)位數(shù)的兆分之1(ppt)。而在如此低范圍的離子層析分析(ionchromatographyanalysis)下，，AMBERJETUP6040的二氧化硅泄漏量通常是低于50ppt。在實(shí)際使用上，類似或更低的數(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AMBERJETUP6040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。
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顆粒泄漏：
AMBERJETUP6040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，AMBERJETUP6040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AMBERJETUP6040仍然不是完全沒(méi)有顆粒的釋放，但相較其它用于類似用途的樹(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。AMBERJETUP6040的使用將大幅減少在新樹(shù)脂采水初期，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。
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顯示AMBERJETUP6040與其它的均一樹(shù)脂在顆粒泄漏量的比較。
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)法有效的以膜管過(guò)濾器加以濾除。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，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AMBERJETUP6040將會(huì)讓采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)。
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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紫外線束設(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采水水質(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)象類似樹(shù)脂的終結(jié)，但實(shí)際上郄是肇因于較高入水水溫所造成的平衡轉(zhuǎn)移現(xiàn)象。
Table1:SuggestdOperatingConditionsforBestResults
入水溫度15-25oC(60-77oF)
最小床深900mm(8feet)
采水流速30到50BV*/小時(shí)
建議入水水質(zhì)
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
樹(shù)脂基本特性：
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，但暸解所使用的樹(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。AMBERJETUP6040的主要樹(shù)脂特性如下表所示，這些
數(shù)據(jù)顯示了組成AMBERJETUP6040的陽(yáng)陰樹(shù)脂特性，而這些特性賦予AMBERJETUP6040高交換容量、均一
顆粒大小等的嚴(yán)格樹(shù)脂標(biāo)準(zhǔn)。
Table2:TypicalPropertiesofAmberjetUP6040ComponentResins
陽(yáng)樹(shù)脂H+陰樹(shù)脂OH-
含濕量，%44.0-51.054.0-60.0
總交換容量，eq/L32.0031.10
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
CO3型，%含量-￡5.0
SO4型，%含量-￡0.1
拋光樹(shù)脂,1000NA,羅門哈斯樹(shù)脂,UP6150,EDI膜塊,MB20,UP6040
Amberjet4200CL凝膠強(qiáng)堿均粒陰樹(shù)脂
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