Hier geldt het reinheidsgebod: procesmedium zuiver water

Polier-System ©Werner GmbH 2015

In onderzoek en productie van elektronische micro-onderdelen voor schakelingen, klokken, medische technologie, sensoren en meer worden steeds hogere eisen gesteld aan het reinwater als reinwater medium, aangezien de structuurverkleining bij microtechnische onderdelen voortdurend vordert. Daarmee groeit ook de vraag naar ionen- en partikelfriheid evenals het TOC-gehalte in het reinwater.

Terwijl specificaties voor reinwater voor analytiek of farmacie meestal naast de elektrische geleidbaarheid slechts enkele ionen in overweging nemen, verwacht de micro-elektronica en microstructuurtechniek een aanzienlijk uitgebreider spectrum: Huidige geldende specificaties voor een structuurgrootte < 0,065 µm stoten al op de detectiegrens van de gebruikte analytiek; een permanent discussiepunt tussen de eisen van de micro-elektronica en de apparatuurfabrikanten.

Als specificaties gelden hier verschillende, deels overlappende richtlijnen: De VDI 2083, ASTM D5129 of ITRS (International Technology Roadmap for Semiconductors). Elk van deze richtlijnen onderscheidt nog verschillende kwaliteiten qua toepassingsgebied, zodat bijvoorbeeld in de microstructuurtechniek afhankelijk van de structuurgrootte (van 1,2 tot zelfs 0,065 µm) acht verschillende reinwaterspecificaties kunnen worden gebruikt, elk onderscheidt de waterkwaliteit in tot wel 35 parameters!

De productie van reinwater gebeurt in talrijke processtappen, onderverdeeld in Make UP en Polishing. De Make UP – de voorbereiding van het bronwater tot de opslagtank – wordt vrijwel zonder uitzondering gerealiseerd via een combinatie van conditionering, omgekeerde osmose en CEDI, waarbij de hier behaalde kwaliteit meestal ligt onder de < 0,20 µS/cm, de opslagtank dient ter buffer voor verbruikspieken. Het 'Polishing' voldoet vervolgens aan de eisen van micro-elektronica en microstructuurtechniek als laatste stap. Omdat reinwater met 18,2 Mohmxcm of 0,055 µS/cm zonder kwaliteitsverlies niet opgeslagen kan worden, moet de polisher zodanig worden ontworpen dat deze de maximaal mogelijke doorvoer van de ringleiding aankan. Het polishingproces bestaat afhankelijk van de eisen uit meerdere processtappen: direct na de drukverhogerpompen vindt desinfectie plaats door UV-licht (254 nm), meestal zelfs als oxidatie (185 nm) om organische bestanddelen te verminderen. De daaropvolgende restontzouting tot in het enkele ppt-bereik - per enkelion - wordt uitgevoerd door een hoogzuivere, speciaal voor deze toepassing vervaardigde mengbettionentauscher, het zogenaamde Semiconductor-grade reinharz.
Gevonden gassen, vooral zuurstof dat zeer oxidatiebevorderend is voor microstructuren, worden na de reinharz-polisher via vacuüm-membraanontgassing, deels met hoogwaardig stikstof als strippinggas, gereduceerd tot enkele ppb. Partikels zijn in de micro-elektronica en microstructuurtechniek eveneens ongewenst, daarom volgt als laatste stap een micro- of ultrafiltratie. Microfiltratie wordt toegepast voor partikels van 0,2 tot 0,05 µm; hogere eisen aan partikelfriheid worden na microfiltratie voldaan door ultrafiltratie. Ook voor het polishing biedt Werner al meer dan 30 jaar speciaal op de betreffende eisen afgestemde SUPERAQUADEM® Polishersystemen tot een capaciteit van 20 m³/h.

Deze SUPERAQUADEM®-lijnsystemen worden op maat gemaakt voor de gespecificeerde klantwensen, inclusief alle benodigde processtappen. Door de modulaire opbouw kan zelfs na jaren een extra processtap worden toegevoegd, bijvoorbeeld om te voldoen aan nieuwe eisen op het gebied van partikelspecificatie of opgeloste zuurstof. De leiding van de componenten, maar ook de realisatie van de ringleiding, wordt bij Werner uitgevoerd door een ervaren en geschoold team van kunststofslagers met computergestuurde lasmachines, optioneel in contactloos infraroodlas- of WNF®-lasproces zonder velling, afhankelijk van de eisen, ook in een mobiele cleanroom-tent. Als materialen worden afhankelijk van de gespecificeerde reinheidsvereisten beta-nucleated PP-H of PVDF gebruikt.

Aangezien de daadwerkelijke opwerkingstechniek in de afgelopen jaren geen revolutionaire ontwikkelingen heeft doorgemaakt, liggen de huidige eisen vooral in de zuiverheid van de gebruikte materialen, de fabricagetechnieken en de duurzaamheid van de water-afvalbalans. Werner reinwaterinstallaties profiteren van het hygienische ontwerp van de proces- en procestechnologie in het segment farmacie voor een uiterst hoge verwerkingskwaliteit, ook in de micro-structuuromgeving.

Naast Point-of-Use compacte systemen voor de productie van reinwater voor laboratoria, levert Werner GmbH een SUPERAQUADEM®-reinigwatersysteem met componenten uit het industriële high-end segment.