تكييف المياه ومعالجتها في صناعة الإلكترونيات وأشباه الموصلات
تستهلك مصانع تصنيع أشباه الموصلات الحديثة ملايين اللترات من المياه كل يوم، ومع ذلك فإن الجودة التي يتطلبها تصنيع الدوائر المتكاملة هي من بين الأكثر صرامة في أي صناعة.من منطق 3 نانومتر إلى إلكترونيات الطاقة، حتى الأيونات النزرة أو المواد العضوية أو الجسيمات يمكن أن تفسد الإنتاجية وتؤدي إلى تآكل الأدوات التي تقدر بملايين الدولارات.وبالتالي، تستثمر المصانع في قطارات التنقية متعددة الطبقات التي تحوّل التغذية البلدية إلى مياه فائقة النقاء (UPW)، وتوزعها من خلال حلقات عالية النقاء غير قابلة للصدأ، وتستعيد الشطف المستنفد، وتعادل مجاري النفايات المعقدة قبل التصريف.وعلى الصعيد التنظيمي، تدفع تصاريح التصريف المشددة وأهداف الشركات في مجال البيئة والمياه والمرافق البيئية والاجتماعية والحوكمة المصانع نحو استراتيجيات التصريف شبه الصفري للسوائل (ZLD)، وإعادة التدوير في حلقة مغلقة، والمراقبة في الوقت الحقيقي للسيليكا والسمك الطولي والأمونيا والمعادن الثقيلة.ومع توقع تضاعف الطلب على الرقائق بحلول عام 2030، فإن حلول المياه القابلة للتطوير والموفرة للطاقة أصبحت الآن استراتيجية مثلها مثل أجهزة الطباعة الحجرية أو أقنعة الأشعة فوق البنفسجية - مما يجعل معالجة المياه ركيزة أساسية لإنتاج أشباه الموصلات التنافسية والمستدامة.
العمليات الرئيسية التي تتطلب تكييف المياه
إنتاج المياه فائقة النقاء (UPW)
إن UPW هو العمود الفقري لكل مصنع، ويتم إنتاجه عن طريق التناضح العكسي متعدد المراحل، والتبادل الإلكتروني للبيانات EDI، والأكسدة بالأشعة فوق البنفسجية - TOC، والترشيح دون الميكرون، وإزالة الغازات لتحقيق مقاومة > 18.2 ميكرومتر مكعب، وTOC < 1 جزء في البليون وSiO₂ < 0.1 جزء في البليون. يمنع التلميع المستمر وأنابيب التوزيع غير المعدنية إعادة التلوث.
الشطف والتحميض بالطباعة الليثوغرافية الضوئية
بعد تعريض الرقائق للضوء والتحميض الضوئي، تخضع الرقائق لعمليات شطف متعددة بماء DI لإزالة المواد الكيميائية المتبقية.يمكن أن تتسبب أي سيليكا أو جسيمات أو معادن مذابة في انهيار النمط أو انسداده، لذا فإن المرشحات الفائقة منخفضة السيليكا والمرشحات الفائقة في نقطة الاستخدام ضرورية.
التسطيح الميكانيكي الكيميائي الميكانيكي (CMP)
عجائن CMP عبارة عن خليط من الجسيمات الكاشطة والمؤكسدات.تتطلب خطوات التلميع عالية التدفق مياهًا مكيفة لإعداد الملاط وتنظيف كبير الحجم بعد عملية المعالجة المركزية لمعالجة المعادن لطرد السيليكا الغروية والمعادن؛ يمكن لحلقات الاستصلاح استرداد ما يصل إلى 70% من مياه الشطف.
حمامات الحفر والتنظيف الرطب
تزيل الحمامات الحمضية أو القلوية الأكاسيد والملوثات.يجب أن تكون مياه تركيب الحمام خالية من الأيونات للحفاظ على كيمياء المعالجة، في حين أن الحمامات المستهلكة تولد مياه الصرف الصحي المحملة بالفلورايد والنترات والمعادن التي تحتاج إلى تعديل الأس الهيدروجيني والترسيب والترشيح بالغشاء قبل إعادة الاستخدام أو التصريف.
فرن الترطيب بفرن الانتشار
تحتاج أفران الأكسدة عالية الحرارة إلى بخار فائق النقاء أو نيتروجين مرطب.تترسب أي معادن ذائبة على شكل "ثلج"، مما يخلق عيوبًا دقيقة؛ ومن ثم يتم تقطير مياه التغذية أولاً أو ترذيذها من بخار الماء الفائق النقاء.
الطلاء الكهربائي ونقش المعادن
تستخدم خلايا طلاء النحاس والمعادن الثمينة مياه الشطف المكيفة للتحكم في القوة الأيونية وتقليل السحب إلى أدنى حد.يستعيد الغسيل الكهربي مغلق الحلقة أو التبادل الأيوني النحاس ² ⁺ وأيونات الذهب والفلزات الثمينة، مما يقلل من التكاليف الكيميائية ويلبي حدود التفريغ الصارمة.
أبراج التبريد والتدفئة والتهوية وتكييف الهواء
تعتمد مبردات المعالجة والتدفئة والتهوية وتكييف الهواء في الغرف النظيفة على المياه الناعمة ذات الحلقة المغلقة لتجنب الترسبات الكلسية على المبادلات الحرارية.يتحكم الترشيح الجانبي للتيار الجانبي وجرعات الزنك والفوسفات وثاني أكسيد الكلور في القاذورات الحيوية دون إطلاق كلوريدات مسببة للتآكل في بيئة التصنيع.
معالجة مياه الصرف الصحي واستصلاحها
تجمع النفايات الصناعية المخلوطة بين الأحماض عالية القوة والمذيبات والمواد الطينية والتدفقات الغنية بالهيدروجين.تشتمل قطارات المعالجة النموذجية على المعادلة، وترسيب الفلورايد، والأكسدة المتقدمة، وإزالة المواد العضوية الكلية البيولوجية، والمفاعلات الحيوية الغشائية، والتناضح العكسي الثانوي - وغالبًا ما تعيد أكثر من 80 في المائة من النفايات السائلة إلى خزان تغذية النفايات السائلة.