Obowiązuje tutaj zasada czystości: medium procesowe to woda demineralizowana

System wykańczania wnętrz ©Werner GmbH 2015

W badaniach i produkcji elektronicznych mikroelementów do układów, zegarów, medycyny, sensorów i innych, coraz wyższe wymagania stawia się wobec medium czyszczącego - czystej wody, ponieważ miniaturyzacja struktur w mikrotechnice postępuje nieustannie. W związku z tym rośnie ciągle wymaganie dotyczące jonowo- i cząsteczkowości oraz zawartości TOC w czystej wodzie.

Podczas gdy specyfikacje czystej wody dla analityki lub farmacji zazwyczaj uwzględniają jedynie przewodność elektryczną i pojedyncze jony, mikroelektronika i technika mikrostrukturalna oczekują znacznie szerszego zakresu: aktualnie obowiązujące specyfikacje w zakresie struktury mniejszej niż 0,065 µm już zbliżają się do granic wykrywalności stosowanej analityki; jest to stały punkt dyskusji między wymaganiami mikroelektroniki a producentami urządzeń.

Jako specyfikacje obowiązują tutaj różne, częściowo nakładające się wytyczne: kluczową rolę odgrywają VDI 2083, ASTM D5129 lub ITRS (Międzynarodowa Droga Technologiczna dla Półprzewodników). Każda z tych wytycznych rozróżnia różne jakości w zależności od zastosowania, więc np. w technice mikrostrukturalnej, w zależności od zakresu rozmiarów struktur (od 1,2 do nawet 0,065 µm), można stosować osiem różnych specyfikacji czystej wody, z których każda różni się w aż do 35 parametrach!

Produkcja czystej wody odbywa się na wielu etapach procesu, podzielonych na Make UP i Polishing. Make UP – przygotowanie od wody zasilającej do zbiornika magazynowego – realizowane jest niemal wyłącznie poprzez kombinację kondycjonowania, odwróconej osmozy i CEDI, a osiągnięta tutaj jakość zwykle wynosi < 0,20 µS/cm, a zbiornik magazynowy służy do buforowania szczytów zużycia. „Polishing” spełnia następnie wymagania mikroelektroniki i techniki mikrostrukturalnej jako końcowy etap. Ponieważ czysta woda o wartości 18,2 MΩ·cm lub 0,055 µS/cm nie może być przechowywana bez utraty jakości, polisher musi być zaprojektowany tak, aby maksymalnie wykorzystać przepływ w obiegu pierścieniowym. Polishing dzieli się, w zależności od wymagań, na wiele etapów procesu: bezpośrednio po pompach podnoszących ciśnienie następuje dezynfekcja promieniowaniem UV (254 nm), głównie jako utlenianie (185 nm) w celu redukcji składników organicznych. Następnie następuje resztyzalacja do poziomu kilku ppt – dla pojedynczego jonu – przy użyciu wysokiej czystości, specjalnie do tej aplikacji wyprodukowanego wymiennika jonów o mieszanej wymianie, tzw. Reinstharzu o jakości półprzewodnikowej.
Rozpuszczone gazy, zwłaszcza tlen, który jest silnie utleniający dla mikrostruktur, są po polisherze usuwane przez odgazowanie membranowe w próżni, częściowo z użyciem wysokiej czystości azotu jako gazu strippującego, do poziomu kilku ppb. Cząstki, równie niepożądane w mikroelektronice i technice mikrostrukturalnej, są usuwane w ostatnim etapie przez mikro- lub ultrafiltrację. Mikrofiltracja stosowana jest dla cząstek o rozmiarze od 0,2 do 0,05 µm; wyższe wymagania dotyczące czystości cząstek spełnia ultrafiltracja po mikrofiltracji. Również dla polerowania Werner od ponad 30 lat oferuje specjalnie dostosowane do wymagań systemy SUPERAQUADEM® Polishers o wydajności do 20 m³/h.

Te linie systemów SUPERAQUADEM® są indywidualnie konfigurowane dla określonych wymagań klienta, wyposażone we wszystkie niezbędne etapy procesu. Dzięki modułowej budowie możliwe jest dodanie kolejnego etapu nawet po latach, np. aby sprostać nowym wymaganiom dotyczącym specyfikacji cząstek lub rozpuszczonego tlenu. Rurociągi komponentów, a także realizacja obiegu pierścieniowego, są wykonywane przez doświadczony i przeszkolony zespół monterów z tworzyw sztucznych, korzystający z komputerowo sterowanych maszyn spawalniczych, opcjonalnie w bezdotykowej metodzie spawania IR lub w metodzie WNF® bez wypukłości i rowków, w zależności od wymagań, także w mobilnym namiocie czystego pomieszczenia. Jako materiały stosuje się w zależności od wymagań czystościowych PP-H z nukleacją beta lub PVDF.

Ponieważ technologia przygotowania wody w ostatnich latach nie odnotowała rewolucyjnych postępów, dzisiejsze wymagania koncentrują się głównie na czystości stosowanych materiałów, technikach produkcji oraz zrównoważonym bilansie wody i ścieków. Werner Reinstwasseranlagen korzystają z higienicznego projektu technologii i procesów w segmencie farmaceutycznym, zapewniając ekstremalnie wysoką jakość obróbki, także w zakresie mikrostruktur.

Oprócz kompaktowych systemów Point-of-Use do produkcji czystej wody dla laboratoriów, Werner GmbH oferuje system SUPERAQUADEM® do produkcji czystej wody z komponentami z segmentu high-end przemysłu.