Aquí se aplica la ley de pureza: medio de proceso agua ultrapura

Sistema de pulido ©Werner GmbH 2015

En investigación y producción de microcomponentes electrónicos para circuitos, relojes, tecnología médica, sensores y otros, se exigen requisitos cada vez mayores al medio de limpieza, el agua pura, ya que la reducción de estructura en componentes micromecánicos avanza constantemente. Por lo tanto, crecen continuamente los requisitos de pureza en iones y partículas, así como el contenido de COT en el agua pura.

Mientras que las especificaciones de agua pura para análisis o farmacia generalmente consideran solo la conductividad eléctrica y algunos iones, la microelectrónica y la tecnología de microestructuras esperan un espectro mucho más amplio: las especificaciones vigentes en el rango de tamaño de estructura < 0,065 µm ya alcanzan el límite de detección de la analítica utilizada; un punto de discusión permanente entre los requisitos de la microelectrónica y los fabricantes de equipos.

Como especificaciones se consideran aquí varias directrices, algunas de ellas superpuestas: la VDI 2083, ASTM D5129 o ITRS (Hoja de ruta internacional para semiconductores). Cada una de estas directrices distingue diferentes calidades según el uso, por lo que, por ejemplo, en la tecnología de microestructuras, dependiendo del rango de tamaño de estructura (de 1,2 hasta 0,065 µm), se pueden aplicar hasta ocho diferentes especificaciones de agua pura, cada una diferenciando la calidad del agua en hasta 35 parámetros.

La producción de agua pura se realiza en numerosos pasos del proceso, divididos en Make UP y Pulido. La preparación del agua de alimentación hasta el tanque de almacenamiento, Make UP, se realiza casi sin excepción mediante una combinación de acondicionamiento, ósmosis inversa y CEDI; la calidad alcanzada aquí suele ser < 0,20 µS/cm, y el tanque de almacenamiento sirve para amortiguar picos de consumo. El "pulido" cumple con los requisitos de la microelectrónica y la tecnología de microestructuras como paso final. Dado que el agua pura con 18,2 MΩ·cm o 0,055 µS/cm no puede almacenarse sin pérdida de calidad, el sistema de pulido debe estar diseñado para la máxima capacidad de flujo de la línea en círculo. El proceso de pulido se divide, según los requisitos, en múltiples pasos: inmediatamente después de las bombas de elevación de presión, se realiza una desinfección con luz UV (254 nm), principalmente también como oxidación (185 nm) para reducir componentes orgánicos. La desalinización residual posterior, hasta el rango de unos pocos ppt por ion individual, la realiza un intercambiador de iones de mezcla de alta pureza, especialmente fabricado para esta aplicación, llamado resina de grado semiconductor.
Los gases disueltos, especialmente el oxígeno, que favorece mucho la oxidación en microestructuras, se reducen tras el sistema de pulido de resina pura mediante desgasificación por membrana en vacío, a veces con nitrógeno de alta pureza como gas de arrastre, a unos pocos ppb. Las partículas también son indeseables en la microelectrónica y la tecnología de microestructuras, por lo que el último paso es una microfiltración o ultrafiltración. La microfiltración se emplea para partículas de tamaño de 0,2 a 0,05 µm; para requisitos más estrictos de pureza en partículas, la ultrafiltración se realiza después de la microfiltración. Werner también ofrece desde hace más de 30 años sistemas de pulido SUPERAQUADEM® especialmente adaptados a cada requerimiento, con capacidades de hasta 20 m³/h.

Estas líneas de sistemas SUPERAQUADEM® se equipan individualmente para cumplir con los requisitos específicos del cliente, incluyendo todos los pasos del proceso necesarios. Gracias a su construcción modular, incluso después de años, se puede añadir un paso adicional para satisfacer nuevas exigencias en cuanto a especificación de partículas o oxígeno disuelto. La tubería de los componentes y la implementación del sistema en círculo se realiza en Werner por un equipo experimentado y capacitado de soldadores de plásticos, con máquinas de soldar controladas por computadora, ya sea mediante soldadura infrarroja sin contacto o en el método WNF® sin costura y sin muesca, según los requisitos, incluso en una tienda móvil de salas limpias. Como materiales, dependiendo de los requisitos de pureza especificados, se utilizan PP-H nucleado con β o PVDF.

Como la tecnología de preparación en sí misma no ha experimentado avances revolucionarios en los últimos años, los requisitos actuales se centran principalmente en la pureza de los materiales utilizados, las técnicas de fabricación y la sostenibilidad del balance de agua y aguas residuales. Las instalaciones de agua pura de Werner se benefician del diseño higiénico de la tecnología de procesos en el segmento farmacéutico, garantizando una calidad de procesamiento extremadamente alta incluso en el campo de microestructuras.

Además de sistemas compactos Point-of-Use para la generación de agua pura en laboratorios, Werner GmbH ofrece un sistema de agua pura SUPERAQUADEM® con componentes del segmento de alta gama industrial.