在半導(dǎo)體、制藥及高精度實驗室的超純水(UPW)系統(tǒng)中，超純水拋光樹脂是保障終端水質(zhì)達(dá)18.2 MΩ·cm的關(guān)鍵屏障。其失效并非突然發(fā)生，而是呈現(xiàn)漸進(jìn)性離子泄漏，需通過多參數(shù)綜合判斷，避免因水質(zhì)劣化影響工藝或產(chǎn)品。
首要指標(biāo)：電阻率持續(xù)下降
正常運行時，拋光柱出水電阻率應(yīng)穩(wěn)定在18.1–18.2 MΩ·cm。當(dāng)樹脂接近飽和，首先表現(xiàn)為電阻率波動或緩慢降至18.0 MΩ·cm以下。若降至17.5 MΩ·cm，通常意味著強(qiáng)酸/強(qiáng)堿型離子已開始穿透。
關(guān)鍵預(yù)警信號：硅(SiO?)與鈉(Na?)離子突破
硅泄漏：硅酸根(H?SiO?²?)是弱酸陰離子，較難被OH?型樹脂吸附，常作為較早失效指示物。當(dāng)TOC在線儀或ICP-MS檢測到SiO?>1 ppb，即需準(zhǔn)備更換；
鈉離子突破：Na?是強(qiáng)堿陽離子中較后被置換的，一旦檢出(>0.1 ppb)，表明H?型樹脂已全部耗盡，水質(zhì)將迅速惡化。
輔助判斷依據(jù)：
產(chǎn)水pH偏離中性(如升至6.8以上)，提示陰樹脂先失效；
拋光柱壓差異常升高，可能因微生物滋生或顆粒堵塞，間接加速樹脂失效；
周期產(chǎn)水量明顯縮短，對比歷史數(shù)據(jù)下降20%以上。
應(yīng)對策略：
安裝在線電阻率+TOC+鈉離子監(jiān)測儀，設(shè)置分級報警(如18.0 MΩ·cm預(yù)警，17.8 MΩ·cm停機(jī))；
采用雙拋光柱并聯(lián)設(shè)計，一用一備，實現(xiàn)無縫切換；
樹脂更換后必須充分沖洗至電阻率>18.1 MΩ·cm、TOC<1 ppb方可投入使用。
某芯片廠實踐表明，基于硅/鈉離子預(yù)警提前更換樹脂，可避免因水質(zhì)波動導(dǎo)致的晶圓蝕刻缺陷，單次挽回?fù)p失超百萬元。
綜上，超純水拋光樹脂失效是一個“可預(yù)測、可防控”的過程。唯有建立多參數(shù)監(jiān)控體系，才能在離子突破前精準(zhǔn)干預(yù)，確保超純水系統(tǒng)始終處于受控狀態(tài)。
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