干货分享 | 比纯净水还干净的水怎么测？超纯水采样的 “挑剔” 日常

在半导体芯片、生物制药等尖端领域，超纯水比饮用纯净水纯净千万倍，几乎不含杂质。而如何准确采集超纯水样本，确保其品质检测的可靠性，成为了科技产业链中至关重要的一环。

什么是超纯水？为何它如此重要？
超纯水是通过特殊工艺去除水中几乎所有污染物的水，其电阻率大于18MΩ*cm，接近理论纯水（18.3MΩ*cm）。

随着各行业产品日益精密，对质量的要求也越来越高，超纯水因此被广泛应用于生物科技、医药、食品、汽车、电子、面板、半导体等多个领域。在半导体厂，超纯水可用于超纯药剂的稀释，将超纯化学品稀释至制程所需浓度，因为化学品为超纯等级，所以所用水也必须是超纯等级。此外，在每一个芯片制造程序中，很多环节都会使用超纯水清洗产品或设备，以避免产品受到污染。

超纯水采样的 “严苛标准”
由于超纯水质量要求极高，在采样容器的材料、洁净度，采样流程，分析设备以及分析环境等方面都需达到最高标准。GB/T、ISO、ASTM、SEMI 等国内与国际规范，以及客户自身的工艺规范，对超纯水的杂质指标要求都极为严苛，涉及电阻率、TOC、离子杂质、金属杂质、细菌、微颗粒数等多个方面。

超纯水采样技术
即便目前市场上的分析设备越来越精密，但采样过程（包括环境与器具）仍是能否精确检验出这些微量杂质的重要因素。除了采样容器需依据所测试项目选用不同材质，并预先用不同清洗方式清洗至极致干净外，采样过程中还需尽量避免受到环境污染。尤其需要注意的是，纯水设备通常不放在洁净室内，因此针对供水点（非使用点）的采集尤为重要，能采用闭环方式的应尽量采用闭环方式，例如电阻率、TOC、细菌、微颗粒数都可采用闭环式在线测试或采样。

然而，并非所有的超纯水采样都能采用闭环方式。对于离子杂质与金属杂质的采样，就需要采用一些特殊的方法，以避免受到环境的影响。常用以下方式：

1. 采样瓶多次润洗法

■ 优点：操作快捷、便携、适应复杂场地

■ 缺点：完成最后一次润洗后充填样品的几秒钟，有曝露在采样环境的风险

2. 净化微环境箱

■ 优点：经HEPA过滤颗粒后的空气环境，可防范环境中金属污染风险

■ 缺点：

• 无法过滤气态离子污染
• HEPA材质outgassing带来的额外污染
• 采样箱本材质outgassing带来的额外污染
• 体积大，不便移动，需电源

3. 充氮氮气箱

■ 优点：在充满氮气环境下隔绝现场空气品质问题

■ 缺点：

• 纯氮气指标只保证了O₂, CO, CO₂, H₂等气态不纯物，对金属与离子杂质没提供任何保证
• 采样箱本材质outgassing带来的额外污染
• 体积大，不便移动，需外接氮气源
• 现场需有一定空间摆放

4. 连续闭环放流法

■ 优点：

• 完全闭环不接触环境空气与其他品质不确定的气体
• 没有HEPA或采样箱本材质outgassing的风险
• 便携、适应复杂场地

■ 缺点：每个点位的采样都需要花费较多的时间