CECS 118-2023 电子工业超纯水系统工程施工及质量验收规范

CECS118-2023电子工业超纯水系统工程施工及质量验收规范前言根据中国工程建设标准化协会《关于下达2021年度第二批工程建设协会标准制订、修订计划的通知》（建标协字〔2021〕42号）要求，由信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司牵头，联合国内头部电子工程总包单位、半导体纯水设备制造商、晶圆制造厂区运维单位、第三方检测机构，共同修订完成《电子工业超纯水系统工程施工及质量验收规范》（CECS118-2023）。本规范为CECS118系列标准第二次修订版本，替代旧版CECS118:2014《电子工业纯水系统施工及验收规范》。本次修订结合近十年国内集成电路、第三代半导体、面板显示、光伏电子等高精密电子制造产业发展需求，适配8英寸/12英寸晶圆厂、GaN/SiC宽禁带半导体产线、高世代面板产线超纯水系统升级改造工程，补齐高纯流体管路无尘焊接、痕量污染防控、系统无负荷调试、全水质梯度验收、洁净区纯水施工防护等专项技术条款，同步对齐SEMIF63、GB/T11446、GB50814现行国家及国际行业标准。本规范共分为11章、6个附录，主要内容包含：总则、术语与符号、基本规定、土建配套工程施工、水处理主机设备安装、高纯工艺管道安装、仪表与自控系统安装、系统冲洗脱脂与钝化调试、系统试运行、分部分项工程质量验收、竣工验收，同时配套施工验收记录表、管道焊接无损检测标准、系统水质验收限值、常见施工缺陷处置导则等标准化附录内容。本规范聚焦电子行业超纯水系统超低痕量金属析出、超低颗粒污染、低溶解氧控制、无死角闭环管网四大核心施工痛点，区分普通电子纯水系统、半导体精密超纯水系统、车规级芯片专用超纯水系统三级施工及验收要求，明确洁净室内纯水施工专属防尘、防污染管控要求，解决过往工程施工中管道盲端残留、焊接杂质析出、调试二次污染、验收指标与生产水质脱节等行业共性问题。本规范由中国工程建设标准化协会工业给水排水专业委员会归口管理，由信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司负责具体技术内容解释。执行过程中如有意见或建议，请函告归口单位及主编单位，以便后续修订完善。主编单位：信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司参编单位：中国电子工程设计院有限公司、上海微电子装备（集团）股份有限公司、国内主流半导体纯水设备成套厂商、头部晶圆制造工厂、华东国家计量测试中心施行日期：2023年12月01日1总则1.1编制目的统一电子工业超纯水系统全过程施工工艺、安装标准、调试流程及质量验收判定准则，规范新建、扩建、改造类超纯水工程全生命周期建设管控；防控施工、安装、调试全过程引入外源颗粒、金属离子、有机物、微生物等杂质，保障完工后超纯水出水水质稳定满足电子制造各工艺用水等级要求；明确建设单位、施工单位、监理单位、设计单位、设备供货单位各方质量责任边界，规范工程报验、抽检、整改、复验、竣工归档全流程管理；适配硅基半导体、第三代宽禁带半导体、液晶面板、光伏电池、电子元器件制造等多场景差异化用水施工及验收要求，实现电子行业纯水工程标准统一。1.2适用范围本规范适用于电子工业新建、改建、扩建工程中超纯水制备系统、输送管网系统、终端回用系统、仪表自控系统的土建施工、设备安装、管道焊接、系统调试及质量验收工作；适用用水场景：集成电路晶圆制造、氮化镓/碳化硅功率器件制造、薄膜晶体管液晶显示面板、光伏晶硅电池、精密电子元器件湿法工艺全品类超纯水工程项目；适用水质等级：电阻率18.2MΩ·cm及以下全梯度电子纯水、超纯水系统，覆盖RO产水、EDI产水、抛光混床终端超纯水全工段；本规范不适用于民用饮用水净水工程、工业循环冷却水工程、一般化工纯水工程，上述工程不得直接套用本规范验收标准。1.3通用执行原则超纯水系统工程施工必须按照正式施工图、设计变更文件、专项施工方案执行，严禁无图施工、擅自更改管道走向、管径规格、设备安装标高及管路布局；洁净厂房内超纯水系统施工必须满足对应洁净室等级环境要求，洁净区施工全过程执行防尘、防油污、防人员毛发碎屑污染专项管控；所有进场设备、管材、阀门、滤芯、仪表必须具备出厂合格证、第三方材质检测报告、洁净清洗证明，严禁非标材料、翻新材料、不合格材料进场使用；工程施工及验收除执行本规范外，还应同步符合国家现行给排水、洁净厂房、自控仪表、压力管道安全相关强制标准。2术语、符号2.1核心术语超纯水系统：以市政自来水/工业原水为水源，通过预处理、反渗透、EDI脱盐、紫外TOC降解、真空脱气、抛光混床、闭环输配管网组成，可产出满足电子工艺要求超高纯度用水的全套水处理系统；高纯流体管道：采用电子级PVDF、EP不锈钢（电解抛光）、BA不锈钢材质，内壁超低析出、无吸附、适配超纯水输送的专用管道，禁止使用普通镀锌钢管、UPVC工业管道替代；无死角管网：采用环形闭环布局、无盲端、支管自带循环回流结构，杜绝管路死水段，防止微生物滋生与水质劣化的超纯水专用输配管网；系统脱脂钝化：针对不锈钢纯水管道开展化学脱脂、酸洗、钝化全过程处理，消除管道内壁轧制油污、游离铁离子，防止后期金属离子析出污染水质；无负荷联合试运行：系统不接入生产工艺负载，纯水站内循环连续运行，考核设备稳定性、管网密封性、自控联锁逻辑的专项调试工序；痕量金属析出：管道、阀门、设备内壁材质缓慢释放钠、铁、铜、铝等金属离子，是半导体超纯水系统最核心的施工质量管控风险点。2.2主要符号RO：反渗透装置EDI：连续电除盐装置TOC：总有机碳DO：溶解氧EP：电解抛光不锈钢管道BA：光亮退火不锈钢管道PVDF：聚偏氟乙烯高纯塑料管道PW：工艺纯水UPW：超纯水3基本规定3.1施工前期准备要求3.1.1技术准备施工前必须完成图纸会审，核对土建预埋孔洞、设备基础、管道桥架、仪表接口尺寸，梳理管网盲端、高低点排气、排污口布局设计缺陷，提前出具设计变更；针对半导体精密超纯水项目，必须编制专项无尘焊接方案、管道清洗钝化方案、系统调试方案、应急污染防控方案，方案经监理、设计单位审批后方可开工；所有现场焊工、洁净区施工人员、仪表调试人员必须持证上岗，高纯管道自动焊机操作人员需经过专项考核，留存上岗考核记录。3.1.2现场环境准备纯水机房、洁净区管道施工区域提前完成清扫、除尘，洁净室内部施工需满足ISO7级及以上洁净环境要求；施工现场严禁存放油污、油漆、水泥粉尘、腐蚀性化学品，避免施工期间二次污染纯水设备及管道内壁；管道下料、切割、坡口加工优先在专用无尘加工间完成，禁止在露天区域、土建扬尘区域直接加工高纯管材。3.1.3材料设备进场验收高纯管道、阀门、接头、密封垫片必须采用原厂真空密封包装，进场验收时检查包装完整性，破损包装材料一律禁止使用；不锈钢管材内壁粗糙度、材质金相报告、PVDF管材析出检测报告必须逐一核验，EP不锈钢管道内壁粗糙度不得大于0.4μm；反渗透膜、EDI模块、紫外灯、抛光树脂、终端滤芯等核心耗材禁止开箱提前存放，安装前方可拆封，开箱后4h内必须完成安装对接。3.2施工过程通用管控高纯管道施工全程禁止徒手触碰管道内壁，施工人员必须穿戴无尘服、无粉丁腈手套、洁净鞋；管道切割、焊接全程使用高纯氮气保护，杜绝空气氧化产生内壁氧化皮，氧化皮会持续释放金属离子影响水质；施工全过程做好分段封闭保护，每日施工结束后，所有管道开口端采用洁净密封堵头封闭，防止灰尘、水汽进入管路；土建工程与纯水设备、管道安装工程交叉作业时，必须设置硬质隔离防护，杜绝土建扬尘污染纯水系统。3.3分部分项工程划分本规范将超纯水系统工程划分为分部工程、子分部工程、分项工程三级验收单元，划分标准如下：土建配套分部：设备基础、管沟预埋、楼板套管、排水地沟；设备安装分部：预处理设备、RO主机、EDI装置、脱气装置、纯水储罐、泵体、换热器；管道安装分部：工艺纯水管道、超纯水输送管道、回流管道、排污管道、氮气稳压管道；自控仪表分部：在线水质仪表、压力流量仪表、电动调节阀、PLC控制柜、传感器；调试验收分部：分段冲洗、化学清洗、系统钝化、无负荷试运行、带负荷水质验收。4土建配套工程施工及验收4.1设备基础施工超纯水主机、水泵、储罐基础混凝土强度等级不得低于C30，基础表面平整度偏差≤3mm/m，整体标高偏差≤±10mm；动设备（高压泵、循环泵）基础必须设置减震预埋件，基础四周设置减震伸缩缝，避免设备振动引发管道焊缝开裂、仪表数据漂移；纯水机房地面必须做环氧自流平防静电防腐地坪，地面设置坡度，坡度不小于0.5%，低洼处设置耐腐蚀排水漏斗；基础养护完成后，需要求第三方检测机构开展平整度、强度抽检，抽检合格后方可开展设备就位安装。4.2管道预埋与管沟施工楼板、墙体管道预埋套管内径比管道外径大25mm~50mm，套管与管道之间采用洁净无尘密封填料封堵，禁止使用普通水泥砂浆直接封堵；纯水专用管沟内侧做防腐、防尘、防水处理，管沟底部设置排水坡度，避免管沟积水腐蚀管道支架；管道支架采用304不锈钢材质，支架与管道之间加装绝缘无尘垫片，杜绝异种金属接触产生电化学腐蚀；所有预埋管线、套管位置必须和施工图纸完全一致，严禁后期现场开孔、改孔，防止破坏洁净室围护结构。4.3土建分项验收允许偏差验收项目允许偏差检测方法设备基础标高±10mm水准仪逐点检测基础水平度3mm/m水平尺检测套管中心偏移量≤5mm卷尺定位复测地沟排水坡度≥0.5%坡度检测仪检测5水处理主机设备安装5.1通用设备安装要求所有纯水设备就位前，清理基础表面杂物、油污，设备吊装全程使用柔性吊带，禁止钢丝绳直接捆绑设备壳体，防止壳体变形、防腐层破损；卧式储罐、立式纯水罐安装垂直度偏差≤1.5‰，水泵、换热器等动设备水平度偏差≤0.5‰；设备进出口管路受力必须独立支撑，严禁管道应力直接作用于设备接口，防止设备接口开裂、漏水；设备电气接线做防水、防尘、防静电处理，纯水机房所有电气设备满足IP54及以上防护等级。5.2关键工艺设备专项安装标准5.2.1反渗透（RO）装置膜壳安装水平度偏差≤1mm/m，膜元件安装全程在无尘环境操作，禁止徒手触摸膜片表面；高压管路法兰密封垫片采用PTFE洁净垫片，禁止橡胶垫片，避免有机物析出；高压泵进出口必须安装减震接头，减少运行振动对后端精密管路及仪表的影响。5.2.2EDI连续电除盐装置EDI模块安装保持水平，模块电极接线牢固，杜绝运行期间电火花干扰水质监测仪表；EDI进水压力、浓水压力、产水压力压差必须符合设备设计值，严禁超压运行损坏膜堆；EDI系统接地电阻≤4Ω，保障运行安全及仪表数据精准性。5.2.3抛光混床与脱气装置终端抛光混床树脂装填必须密实无空隙，避免水流短路导致水质快速衰减；真空脱气膜组件密封完整，安装后做气密性测试，杜绝空气渗入导致溶解氧超标；紫外TOC降解灯管安装保持同轴度，灯管洁净度达标，表面无指纹、油污残留。5.2.4纯水储罐半导体超纯水储罐必须配备氮气微正压密封系统，常压无密封储罐严禁用于18.2MΩ·cm超纯水储存；储罐内壁采用电子级抛光处理，禁止内壁涂层，避免涂层有机物析出；储罐设置高低液位联锁、排气除菌过滤器，排气滤芯每月可在线完整性检测。5.3设备安装验收指标所有设备安装完成后开展单机无负荷试运转，单机运行时长不低于2h，设备无异常异响、无渗漏、压力波动≤±0.02MPa即为安装合格。6高纯工艺管道安装工程本章为超纯水系统施工核心章节，管道施工质量直接决定最终出水痕量金属、颗粒、TOC指标，半导体项目必须100%执行本条所有强制条款。6.1管道材质选型强制要求UPW超纯水主干管、分支管：优先选用EP316L不锈钢管道，内壁粗糙度Ra≤0.4μm；洁净室末端支管、机台POU接管：可选用高纯PVDF管道，禁止普通工业PVC、UPVC管道；所有密封垫片：统一采用PTFE聚四氟乙烯垫片，禁止三元乙丙、橡胶类垫片；阀门选用高纯隔膜阀，杜绝截止阀、球阀内部死角积水，满足无死水设计要求。6.2管道切割与坡口加工不锈钢管道必须采用无尘专用切管机切割，禁止砂轮切割，避免砂轮碎屑残留管道内壁；管道端面垂直度偏差≤0.5mm，端面无毛刺、无划痕，切割完成后立即用高纯氮气吹扫内壁碎屑；严禁现场开孔、补焊支管，所有管道接口全部工厂预制，现场仅做对口焊接。6.3管道焊接施工（强制无尘焊接）高纯不锈钢管道必须采用全自动轨道氩弧焊接，禁止手工焊接，手工焊接焊缝氧化皮无法彻底清除；焊接全过程内外壁高纯氮气持续保护，氮气纯度≥99.999%，焊接完成后焊缝内壁无氧化色、无发黑；焊缝抽检比例：主干管100%内窥镜检测+100%气压检漏；分支管20%内窥镜抽检，不合格焊缝必须整段切除重新焊接，禁止补焊修复。6.4管网布局强制规范超纯水输配管网必须采用双环形闭环回流设计，严禁存在盲端，支管长度超过3倍管径必须增设回流管路；管道整体设置0.3%~0.5%坡度，高点设置自动排气阀，低点设置排污阀；纯水管道与工艺废水管道、化学品管道分层布设，垂直间距≥300mm，水平间距≥500mm，防止交叉污染风险；洁净室内纯水管道禁止与强电桥架同舱敷设，弱电仪表线缆与纯水管道间距≥200mm。6.5管道压力试验与气密性试验水压试验：试验压力为设计压力1.5倍，保压30min，压力无下降、无外壁渗漏为合格；气密性试验：高纯氮气打压，试验压力1.1倍设计压力，保压1h，压力压降≤0.01MPa为合格；压力试验合格后方可开展管道脱脂、酸洗、钝化工序，严禁颠倒施工顺序。7仪表与自控系统安装7.1在线水质仪表安装电阻率、TOC、溶解氧、颗粒计数器等在线水质仪表必须安装在管路直管段，前后直管段长度分别不小于10倍、5倍管径，避免涡流影响检测精度；仪表取样管路短而直，杜绝取样盲管，取样管路管径统一采用8mm高纯不锈钢管；所有水质仪表出厂前完成标定，安装后现场二次校准，校准记录归档留存，满足后续厂务稽核要求。7.2自控系统与联锁逻辑系统必须具备水质超标联锁切断、高低液位联锁启停、压力异常联锁泄压、氮气压力低联锁报警四大核心保护逻辑；PLC控制系统数据存储时长不低于5年，满足半导体行业水质数据追溯及车规审计要求；现场触摸屏、远程中控站数据实时同步，报警信息分级弹窗+声光双重提示。7.3仪表验收要求所有仪表安装完成后进行72h连续联机测试，数据无漂移、联锁动作精准无误、报警响应时长≤2s为验收合格。8系统冲洗、脱脂与钝化处理8.1分段纯水冲洗按照预处理段、RO段、EDI段、终端管网四段分段冲洗，禁止全系统一次性冲洗；冲洗流速不低于2m/s，连续冲洗直至出水无肉眼可见杂质、出水浊度≤0.1NTU；每段冲洗废水完全排放干净后，再进行下一段对接，避免杂质向后端精密设备迁移。8.2管道化学脱脂采用电子级专用脱脂药剂循环清洗，去除管道内壁轧制油污、施工润滑油；脱脂结束后采用纯水反复冲洗，出水油脂含量检测为零后方可进入钝化工序；PVDF塑料管道无需酸洗钝化，仅做纯水大流量循环冲洗即可。8.3不锈钢管道酸洗钝化采用低氯离子专用钝化液，氯离子含量不得超过25ppm，防止不锈钢管道晶间腐蚀；钝化循环时长不少于4h，钝化完成后纯水循环冲洗至出水pH中性、无药剂残留；钝化完成后抽检管道内壁钝化膜厚度，钝化膜完整无破损即为合格。9系统试运行9.1无负荷联合试运行系统全流程站内循环，不接入生产工艺负载，连续试运行时长不少于72h；考核内容：设备运行稳定性、管网压力波动、自控联锁逻辑、排气排污功能、氮气稳压系统；试运行期间每2h记录一次运行参数，参数无异常波动、无渗漏即为无负荷试运行合格。9.2带负荷水质试运行无负荷试运行合格后，接入实际工艺用水负载，连续带负荷试运行不少于168h；按照设计用水峰值、谷值交替调节用水量，考核管网变负荷工况下水质稳定性；每日分4次检测全流程水质指标，水质持续稳定达标方可进入竣工验收环节。10分部分项工程质量验收10.1验收基本规定分项工程不合格不得进入下一道工序施工，分部工程不合格不得开展系统调试；验收资料同步随工程同步归档，包含材料合格证、焊接检测报告、仪表校准报告、调试记录、隐蔽工程验收记录；隐蔽工程（地下管沟、预埋套管、地下管道）必须覆盖前完成三方联合验收，留存影像资料。10.2超纯水系统终端水质验收限值（25℃标准工况）检测项目普通电子纯水面板行业超纯水半导体晶圆超纯水第三代半导体车规级超纯水电阻率（MΩ·cm）≥17.5≥18.20≥18.22≥18.23TOC（ppb）≤3.0≤1.0≤0.5≤0.3溶解氧DO（ppb）≤10≤5≤3≤2≥0.05μm颗粒（个/mL）≤5≤0.5≤0.1≤0.05单项痕量金属（ppt）≤50≤30≤10≤510.3质量验收不合格