目前比較通用的純水標(biāo)準(zhǔn)包括ISO 3696-1995、ASTM D1193-2011、GB6682-2008、GB/T33087-2016、GB/T11446-2013。這些標(biāo)準(zhǔn)都明確規(guī)定了超純水的硅含量要低于一定的值，不同純水級(jí)別對(duì)硅含量的要求見表1。
 

表1 不同純水級(jí)別對(duì)硅含量的要求

為什么要檢測(cè)超純水中硅的含量？

1、硅的來(lái)源廣
 

    硅在自然界分布很廣，在地殼中的原子百分含量為16.7%，以石英砂和硅酸鹽的形成存在。土壤、黏土和砂子是天然硅酸鹽巖石風(fēng)化后的產(chǎn)物，可以說(shuō)，硅無(wú)處不在。純水的進(jìn)水一般都來(lái)源自來(lái)水，自來(lái)水中溶解了部分來(lái)源豐富的硅酸鹽。有人會(huì)說(shuō)，Na+、Cl- 來(lái)源更廣，為什么還要檢測(cè)Si呢？那是因?yàn)楣杷崾且环N非常弱的酸，pKa為9.5，在水中不易電離，不能通過常規(guī)的水純化技術(shù)有效地除去。

2、應(yīng)用需求高
 

在電子工業(yè)用水和進(jìn)行ppt級(jí)的痕量分析實(shí)驗(yàn)用水都要求將超純水的硅含量降到低。在半導(dǎo)體/FPD工藝中,超純水中硅的濃度會(huì)給產(chǎn)品精度、成品率和原材料利用率帶來(lái)很大影響。在進(jìn)行ppt級(jí)的痕量分析中，硅作為一種弱電離離子，其含量的變化對(duì)電阻率的影響甚小，所以不容易被發(fā)覺。

在現(xiàn)有純化技術(shù)中， RO對(duì)硅的去除率可以達(dá)到80%，EDI對(duì)硅的去除率可以達(dá)到99%^[1]。用帶有EDI模塊的純水機(jī)更適合為硅含量要求高的實(shí)驗(yàn)供水。

3、硅是評(píng)價(jià)水機(jī)純化性能的重要指標(biāo)
 

（1）硅是評(píng)價(jià)離子交換樹脂吸附效果的重要依據(jù)

離子交換樹脂與硅的交換效率極易飽和，所以，硅是體現(xiàn)純水機(jī)純化柱質(zhì)量好壞的標(biāo)準(zhǔn)之一。常規(guī)超純水機(jī)離子交換樹脂在壽命期內(nèi)，硅是合格的。但是，在耗材使用接近末期，硅是zui先穿透離子交換柱進(jìn)入產(chǎn)水的離子，在電阻率急劇下降前，就會(huì)出現(xiàn)這種硅穿透現(xiàn)象。在純化柱將被耗盡的后時(shí)刻，大量的硅會(huì)在短時(shí)間內(nèi)溶出到產(chǎn)水中。

而且，硼穿透離子交換樹脂也與溶解硅有很大的關(guān)聯(lián)^[2]。如果水機(jī)的純化柱吸附效果差，是很難保證水中的硅離子被去除。
 

（2）硅是水機(jī)純化能力的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)

檢測(cè)超純水的硅含量可以評(píng)價(jià)水機(jī)的整體純化性能，尤其新安裝運(yùn)行的水機(jī)，如果硅含量不達(dá)標(biāo)，說(shuō)明水機(jī)各個(gè)純化模塊的填料配比、流路設(shè)計(jì)不科學(xué)、不合理。

機(jī)構(gòu)的驗(yàn)證是衡量產(chǎn)品質(zhì)量的重要依據(jù)，上海樂楓Genie 系列智能純水系統(tǒng)的水質(zhì)參數(shù)都通過了計(jì)量檢測(cè)中心的檢測(cè),包括GB6682-2008、GB/ T 33087-2016和ASTM D1193-2006（2011）等標(biāo)準(zhǔn)要求。

[1] 聞瑞梅, 鄧守權(quán), 張亞峰, et al. 半導(dǎo)體工藝用高純水中硅、硼的去除[J]. 電子學(xué)報(bào), 2005, 33(2):197-199.
[2] Malhotra, S.; Chan, O.; Chu, T.; Fuckso, A.; “Correlation of Boron Breakthrough Versus Resistivity and Dissolved Silica in RO/DI System”, Ultrapure Water May/June 1996 pp 22-25. (1996)

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