在半导体、制药及高精度实验室的超纯水(UPW)系统中,超纯水抛光树脂是保障终端水质达18.2 MΩ·cm的关键屏障。其失效并非突然发生,而是呈现渐进性离子泄漏,需通过多参数综合判断,避免因水质劣化影响工艺或产品。
首要指标:电阻率持续下降
正常运行时,抛光柱出水电阻率应稳定在18.1–18.2 MΩ·cm。当树脂接近饱和,首先表现为电阻率波动或缓慢降至18.0 MΩ·cm以下。若降至17.5 MΩ·cm,通常意味着强酸/强碱型离子已开始穿透。

关键预警信号:硅(SiO₂)与钠(Na⁺)离子突破
硅泄漏:硅酸根(H₂SiO₄²⁻)是弱酸阴离子,较难被OH⁻型树脂吸附,常作为较早失效指示物。当TOC在线仪或ICP-MS检测到SiO₂>1 ppb,即需准备更换;
钠离子突破:Na⁺是强碱阳离子中较后被置换的,一旦检出(>0.1 ppb),表明H⁺型树脂已全部耗尽,水质将迅速恶化。
辅助判断依据:
产水pH偏离中性(如升至6.8以上),提示阴树脂先失效;
抛光柱压差异常升高,可能因微生物滋生或颗粒堵塞,间接加速树脂失效;
周期产水量明显缩短,对比历史数据下降20%以上。
应对策略:
安装在线电阻率+TOC+钠离子监测仪,设置分级报警(如18.0 MΩ·cm预警,17.8 MΩ·cm停机);
采用双抛光柱并联设计,一用一备,实现无缝切换;
树脂更换后必须充分冲洗至电阻率>18.1 MΩ·cm、TOC<1 ppb方可投入使用。
某芯片厂实践表明,基于硅/钠离子预警提前更换树脂,可避免因水质波动导致的晶圆蚀刻缺陷,单次挽回损失超百万元。
综上,超纯水抛光树脂失效是一个“可预测、可防控”的过程。唯有建立多参数监控体系,才能在离子突破前精准干预,确保超纯水系统始终处于受控状态。