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羅門哈斯樹脂AMBERJET UP6040半導(dǎo)體級混床樹脂 

羅門哈斯樹脂AMBERJET UP6040 

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AMBERJET UP6040是一種專門為了用于最高純度的水處理系統(tǒng)中的終端精制器所設(shè)計，制造生產(chǎn)的半導(dǎo)體級混床離子交換樹脂。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)酸陽樹脂及強(qiáng)堿陰樹脂所組合的。這些樹脂是經(jīng)由羅門哈斯公司專利的噴射制程(jetting process)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脂。二種樹脂顆粒大小的分布是經(jīng)過特別設(shè)計，以避免當(dāng)樹脂與水?dāng)嚢钑r，陽陰樹脂因為重力的不同而分離。如此的設(shè)計，可確保終端精制塔內(nèi)的混床樹脂是完全混合的，并發(fā)揮最佳的交換平衡效益。均一顆粒的特性使得樹脂加強(qiáng)了混床樹脂的離子交換速率，使得樹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。上述的特點，使得此樹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是因應(yīng)使用于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的超純水系統(tǒng)，及其它類似用途的需求，所特殊設(shè)計的不再生型終端精制混床樹脂。此樹脂的使用，使得所有種類的離子，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，此新種類的半導(dǎo)級混床樹脂不會受到再生系統(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。

2羅門哈斯樹脂AMBERJET UP6040 應(yīng)用及特性

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，而整個系統(tǒng)的功能及設(shè)計主要是為了得到極致的超純水。雖然沒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。不像對化學(xué)物質(zhì)呈惰性的管路及過濾材料，離子交換樹脂是帶化學(xué)性反應(yīng)的聚合物，所有的待處理水會完全的通過樹脂，因此精制混床樹脂是除去微量化學(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)。因為這些嚴(yán)格的條件，終端精制混床樹脂必須是最高的品質(zhì)，且同時必須是準(zhǔn)確的被使用的。

列的說明提供所謂的使用所需要的相關(guān)數(shù)據(jù)，以期AMBERJET UP6040可以得到最佳的效能。

3羅門哈斯樹脂AMBERJET UP6040 設(shè)計概念

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，終端精制混床樹脂的設(shè)計是沒有任何彈性的。此終端精制混床樹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)計上，必須確保采水周期時水流分布是均勻的，同時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）考量下被確保的。整個系統(tǒng)必須是精簡的、易操作及不容易故障的。大部份的超純水系統(tǒng)工程師及供貨商會考慮使用不再生型的終端精制混床樹脂來達(dá)到上述對最后精制系統(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)計及操作下，AMBERJET UP6040樹脂可以符合成、效能、使用壽命等的要求及最重要的可信賴性。

4羅門哈斯樹脂AMBERJET UP6040 工作交換容量

與一般的離子交換樹脂應(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，因為精制混床的入水水質(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脂床的設(shè)計，是在不超過樹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�但卻具有極大的變異性(例如某周為2ppb，但次周卻為6ppb)，因此，工作交換容量的計算無法單純的以某一數(shù)據(jù)加以表示。實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，而不是樹脂的交換容量。AMBERJET UP6040所使用的陽陰樹脂，是在所有類似相同用途的樹脂中，已被證實具有最高的交換容量。在采水周期中，終端精制混床樹脂會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，因為這個變化是非常和緩的。在具有良好的設(shè)計及操作條件下，經(jīng)驗顯示此終端精制混床樹脂的使用壽命可以超過一年以上。但如在入水離子濃度較高的條件下，樹脂將因較高的負(fù)荷而縮短其使用壽命。

5羅門哈斯樹脂AMBERJET UP6040 流量及壓差

流量是非常重要的設(shè)計參數(shù)。對終端精制混床樹脂而言，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，且證明可得到極佳的結(jié)果，在某些系統(tǒng)，所設(shè)計的流量更是略高過此數(shù)據(jù)。因此最佳流量的設(shè)計是由具經(jīng)驗的超純水處理系統(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可以滿足這些設(shè)計中，對終端精制混床樹脂的所有要求。流量同時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，請參考所附圖表如下。請注意，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。建議精制混床樹脂的床深約為1米。

羅門哈斯樹脂AMBERJET UP6040 TOC

在AMBERJET UP6040的制造過程中，已嚴(yán)格的控制并減少從樹脂內(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的離子交換樹脂，以得到最少的TOC泄漏量，但是由于儲存、運(yùn)送、樹脂的拿取及加載桶槽等程序，仍會造成采水初期短暫的TOC泄漏釋出。在適切的儲存及正確的樹脂拿取及加載程序下，此TOC的釋放并不會持續(xù)太久的時間。大部份的情形下，AMBERJET UP6040可在6個小時的清洗時間內(nèi)，將TOC的泄漏量減少至1.0ppb以內(nèi)。

然而終端精制混床的TOC泄漏量基線，并不只是決定于樹脂的純凈程度，且同時受到整個系統(tǒng)的設(shè)計及效能所影響。縱使AMBERJET UP6040是無比的純凈，它仍然無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UV light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、保養(yǎng)并不得過載操作的。

同時必須注意，所有氧化有機(jī)物質(zhì)的設(shè)備單元，也會在超純水流程中產(chǎn)生氧化物質(zhì)。這些如氧(O2)、臭氧(O3)，過氧化氫(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)會氧化混床樹脂，并造成化學(xué)特性的變化。遭氧化的樹脂初期會呈現(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，TOC將會開始大量的泄漏，甚至于樹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脂，但它們并不是絕對的抗拒氧化，也因此長時間的曝露在氧化物質(zhì)的環(huán)境下，樹脂的有效壽命將會減短。

羅門哈斯樹脂AMBERJET UP6040 離子的泄漏

AMBERJET UP6040及其組成樹脂均經(jīng)過后處理程序，充份的再生，以確保對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脂均具最高的再生比率，在經(jīng)過獨(dú)立的實驗室檢測AMBERJET UP6040的采水水質(zhì)，所有的離子種類濃度之低，已超過該實驗室的檢測能力，因此所有的檢測數(shù)據(jù)均為空白。該實驗室的檢測基線泄漏量，大部份的離子種類均為個位數(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。在實際使用上，類似或更低的數(shù)據(jù)是常見的。然而我們?nèi)匀槐仨殢?qiáng)調(diào)對超純水的規(guī)范而言，樹脂的實際效能仍然是視個別單元的設(shè)計、安裝及操作而有所不同。因此雖然在樹脂的產(chǎn)品數(shù)據(jù)中,樹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)一個樹脂單元，即給予保證整個水處理系統(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，也保證此樹脂不會限制了整體系統(tǒng)的功效。

在不再生的終端精制應(yīng)用上，超純水的質(zhì)量是遠(yuǎn)較樹脂的基特性來的重要，但暸解所使用的樹脂特性以

得到最佳的效能及最長使用壽命仍然是不可忽視的。AMBERJET UP6040的主要樹脂特性如下表所示 ，這些

數(shù)據(jù)顯示了組成AMBERJET UP6040的陽陰樹脂特性，而這些特性賦予AMBERJET UP6040高交換容量、均一

顆粒大小等的嚴(yán)格樹脂標(biāo)準(zhǔn)。

Table 2: Typical Properties of Amberjet UP6040 Component Resins

陽樹脂H+ 陰樹脂OH-

含濕量，% 44.0-51.0 54.0-60.0

總交換容量，eq/L 32.00 31.10

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