少量の残留汚染物質でも製品の品質に影響を与える可能性があるため、多くのエレクトロニクス製造プロセスでは高純度の水が必要です。電子部品の洗浄またはすすぎに水を使用すると、乾燥後も水中の不純物が製品の表面に残ることがあります。用途によっては、これらの残留物が表面汚染の原因となり、腐食や漏電の原因となり、その後の製造プロセスに影響を与える可能性があります。
電子部品が汚染に対してより敏感になるにつれて、重要な製造工程では水の純度をより厳密に管理する必要があります。水から不純物を除去することで、製品欠陥の潜在的な原因を減らし、一貫した製造品質をサポートします。必要な水の純度は用途やプロセス要件によって異なり、それによって必要な処理レベルが決まります。
電気脱イオン (EDI) を備えたダブルパス逆浸透 (RO) システムは、連続した処理段階を使用して水中の溶解不純物を削減します。最初の RO パスでは、溶解した塩やその他の汚染物質の大部分が除去されます。 2 回目のパスでは、残留する溶解不純物がさらに減少し、EDI のイオン負荷が低い供給水が提供されます。次に EDI は、電場下でイオン交換および選択膜を介して残留イオンを除去します。
治療プロセスは通常、次の順序に従います。
前処理 → ファーストパス RO → セカンドパス RO → EDI → 必要に応じて追加研磨
前処理：RO膜の性能に影響を与える懸濁物質、硬度、残留塩素などの物質を除去または低減します。具体的な前処理手順は、流入する水の質によって異なります。
ファーストパス RO: 半透膜を使用して、膜が除去できるほとんどの溶解塩およびその他の汚染物質を削減します。
セカンドパス RO: ファーストパスの透過水を処理して、溶解不純物をさらに削減し、EDI に入るイオン負荷を低減します。
EDI: イオン交換樹脂、選択的イオン交換膜、および電場を使用して、RO 透過液から残留イオンを除去します。電場は、動作中の連続的な樹脂の再生をサポートします。
追加の研磨: 最終的な水質要件によりさらなる処理が必要な場合は、EDI 後に残る特定の汚染物質に対処するために追加のプロセスを組み込むことができます。
ダブルパス逆浸透 (RO) と電気脱イオン (EDI) を組み合わせることで、多くのエレクトロニクス製造用途向けに高純度の水を生成できます。ただし、処理水が特定のプロセス要件を満たすかどうかは、流入する水の質、システム設計、動作条件、および使用時点の水質仕様によって異なります。用途によっては、この組み合わせだけで処理した水を使用できる場合もありますが、特定の汚染物質を制御するために追加の処理が必要な場合もあります。
ダブルパス RO および EDI 処理の後、水に含まれる溶解イオンは流入水よりも大幅に少なくなります。電気抵抗率と導電率はイオン純度を評価するために一般的に使用されますが、それらは水質のあらゆる側面を表すわけではありません。
必要な水質は製造工程によって異なります。イオン汚染に加えて、一部のアプリケーションでは、シリカ、ホウ素、全有機炭素 (TOC)、粒子、または微生物に対して特定の制限が必要です。処理水は、その意図された用途に適しているかどうかを判断するために、関連する仕様に照らして評価する必要があります。
ROやEDIは主に溶存不純物を対象としていますが、その除去性能は物質によって異なります。 RO 膜はほとんどの溶解塩を除去しますが、除去率は物質、膜の特性、および操作条件によって異なります。 EDI は、電場下でイオン交換および選択膜を介して残留イオンを除去します。
シリカとホウ素は、中性付近の pH では主に弱イオン化または中性の種として存在するため、特に注意が必要です。それらの除去は、pH、化学的形態、膜特性、EDI モジュール設計などの要因によって異なります。溶解した二酸化炭素も RO 膜を比較的容易に通過し、EDI に入るイオン負荷を増加させる可能性があります。
これらの理由から、電気抵抗率が高いだけでは、シリカ、ホウ素、TOC、粒子、微生物がそれぞれの限界を満たしていることを確認できません。これらのパラメータがアプリケーションに関連する場合は、個別に測定する必要があります。
ダブルパス RO および EDI だけでは指定された水質要件の 1 つ以上を満たせない場合は、追加の処理が必要です。処理の選択は、さらなる管理が必要な汚染物質と、その汚染物質がプロセスに及ぼす影響によって異なります。
混合床研磨: カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂を含む混合床により、EDI 後の残留イオンをさらに減らすことができます。また、適切な条件下で残留シリカとホウ素を除去するのにも役立ちます。この段階が必要かどうかは、目標とする水質と主処理システムの性能によって異なります。
TOC 削減のための UV 酸化: 185 nm での UV 処理は、特定の有機化合物を酸化し、TOC の削減に役立ちます。その有効性は、存在する有機化合物とシステム構成によって異なります。酸化生成物を除去するには追加の処理が必要です。
膜脱気: 溶解した二酸化炭素は EDI に入るイオン負荷を増加させ、EDI の動作に影響を与える可能性があります。 CO₂ 除去が必要な場合、EDI の上流に膜脱気装置が設置されることがよくあります。溶存ガスが下流のプロセスや必要な水質に影響を与える場合、脱ガスをシステムの他の場所に組み込むこともできます。
最終濾過および限外濾過 (UF): 最終フィルターは、主な精製段階の下流で水に残留または水に入る粒子を除去します。 UF はより微細な粒子を除去し、膜の特性とシステムの完全性に応じて、多くの微生物に対するバリアとして機能します。これらのプロセスは、アプリケーションに厳密な粒子または微生物制御要件がある場合に関連します。
微生物制御のための UV 処理: 254 nm で動作する UV システムは、水が UV ユニットを通過する際に微生物を不活性化するために一般的に使用されます。 UV 処理では消毒剤が永続的に残留しないため、効果的な微生物制御は保管および流通システムの衛生状態にも依存します。
これらの処理段階は、すべての電子機器製造用水システムに必要なわけではなく、必ずしも決まった順序で EDI に従う必要はありません。最終的な構成は、対象となる水質、主な処理段階後に残る汚染物質、および使用時の要件によって異なります。追加の各処理段階では、特定の水質要件に対応する必要があります。
ダブルパス RO および EDI システムの選択は、流入水の質、必要な処理水の質、施設の水需要によって異なります。これらの要素は、システム構成と処理能力を決定するための基礎となります。
システム設計の前に、電子機器メーカーは水処理サプライヤーに受領した水質分析レポートを提供する必要があります。供給業者は、その結果を使用して、利用可能な水源に適したシステム構成を決定できます。
必要な処理水の品質は、施設内での水の使用目的によって異なります。電子機器メーカーは、サプライヤーがダブルパス RO および EDI で十分かどうか、または追加の処理が必要かどうかを評価できるように、目標水質を指定する必要があります。
シリカ、ホウ素、全有機炭素 (TOC)、粒子、微生物などのパラメーターに特定の要件がある場合、サプライヤーはそれらに対処するために追加の処理段階を設計できます。
電子機器メーカーは、毎日の推定水消費量、ピーク時の水需要、および稼働スケジュールをサプライヤーに提供する必要があります。この情報は、供給者が施設の水需要を満たすために必要な処理能力を決定するのに役立ちます。
最終的なシステム設計は、施設の実際の水質要件と消費ニーズを反映し、処理プロセスと機器の能力を選択するための適切な基礎を提供する必要があります。
高純度水はエレクトロニクス製造において重要な役割を果たしており、水質はコンポーネントの清浄度や製品の品質に直接影響を与える可能性があります。 EDI を使用したダブルパス RO は、特定の用途でさらなる汚染物質制御が必要な場合に使用される追加の精製段階を備えた、溶解不純物を削減するための処理ソリューションを提供します。
電子部品が汚染に対してより敏感になるにつれて、水の浄化は製造の品質管理の重要な部分になります。適切な水処理システムは、各用途に必要な水質を提供し、一貫した製造結果をサポートします。
