异丙醇浓度与水分双线监测方案——海思特测控 HST-100 浓度计 + HST-901 水分仪在 IPA 工艺中的应用

一、为什么异丙醇既要测浓度又要测水分

异丙醇（IPA，2-丙醇）是半导体、PCB、面板、精密五金、医药、涂料行业里广泛使用的一种醇类溶剂。它和去离子水任意比例互溶，挥发后残留少，对助焊剂、油污、手指印、颗粒物都有不错的溶解能力。

但在实际产线上，异丙醇的质量控制往往卡在两个指标上。一个是主含量浓度，也就是 IPA 在水溶液里占多少百分比，这个直接决定清洗能力、干燥速度和耗材成本。清洗槽里的 IPA 浓度会随着水分蒸发、工件带水、补液不及时持续漂移，浓度低了清洗力下降，浓度高了浪费成本还增加挥发损耗。另一个是微量水分，在电子级 IPA、无水 IPA、溶剂脱水这类场景里，客户关心的不是"IPA 浓度多少"，而是"水分含量多少 ppm"。比如半导体晶圆干燥用的电子级 IPA，水分要求通常控制在 100 ppm 甚至更低，水分超了，片子洗完会有水印，直接影响良率。

这两个指标不是一回事。浓度计解决的是"IPA 和水混合后的配比"，水分仪解决的是"在接近纯 IPA 的体系里，到底含多少痕量水"。海思特测控针对这两个维度，分别提供 HST-100 光学浓度计和 HST-901 水分仪两台设备，形成一套双线浓度检测方案。

二、HST-100 光学浓度计：在线测异丙醇主含量

HST-100 采用临界角折光原理。光源发出 580~620nm 的黄光，照射到传感器前端的蓝宝石光学窗口与被测液体的接触界面，光线在界面处发生折射和全反射，CCD 捕捉明暗分界线位置，换算成折射率 nD。

异丙醇水溶液的折射率与质量分数之间存在稳定对应关系（20℃，钠光 D 线）：纯水约 1.3330，纯异丙醇约 1.3776。也就是说，从稀 IPA 到纯 IPA，折射率变化区间大致在 1.3330~1.3776。海思特 HST-100 的整机量程把这段区间完整包住，从 0% 到接近 100% 的异丙醇水溶液，HST-100 都能落在传感器有效测量段内，不需要分段换表。

仪器内置温度传感器同步测温，并按异丙醇水溶液的温度系数做温补。折射率受温度影响明显，每变化 1℃，nD 会有量级偏移，海思特测控在出厂曲线里已经把温度补偿系数写入，现场显示的是换算到 20℃ 基准下的浓度值。

HST-100 接触介质材质可选 316L 不锈钢、PTFE 密封件，强腐蚀工况可定制哈氏合金；介质温度 -1070℃ 标准覆盖；信号输出支持 420mA 模拟量和 RS485（Modbus-RTU），可接入 PLC、DCS 或者海思特自家的 7 寸物联网控制一体机。柜机版还能联动自动补水、自动补原液泵，把配比槽浓度稳定在工艺设定值附近，实现浓度闭环控制。

三、HST-901 水分仪：测异丙醇里的痕量水

当异丙醇体系接近纯品，比如电子级 IPA、无水 IPA、99.9% 溶剂，再用折光法测浓度就不划算——因为浓度已经到了 99% 以上，折射率变化很小，客户真正关心的是"水分到底超没超"。

这时候需要 HST-901 水分仪上场。HST-901 针对有机溶剂、醇类、油品等体系做微量水分分析，单位是 ppm 或者 mg/L，能分辨出纯 IPA 里几十到几百 ppm 量级的水分变化。在半导体晶圆干燥、电子级 IPA 来料检验、溶剂脱水工序、无水酒精储存监测这些场景里，HST-901 提供的是折光法浓度计给不了的精度维度。

举个典型例子：半导体厂用 Marangoni 干燥时，一道漂洗用电子级 IPA，如果 IPA 储罐里水分因为吸收空气潮气慢慢升高到 200 ppm 以上，洗完的 wafer 表面会留下水印斑点，后面的检测工序才能发现，损失已经造成。HST-901 挂在储罐出口管线上，实时显示水分 ppm 值，超过阈值就报警，提醒换桶或者启动脱水。

四、为什么要两台一起用

HST-100 和 HST-901 测的是两个不同维度的指标，互不替代。HST-100 管的是 IPA 在水溶液里的质量百分比，量程覆盖 0100% 全段，典型场景是清洗槽配比、70%/75% IPA 调配，输出 420mA 和 RS485 信号接入控制系统。HST-901 管的是纯 IPA 或者接近纯 IPA 里的痕量水，单位是 ppm 级，典型场景是电子级 IPA 干燥、无水溶剂脱水、来料水分检验，按现场工艺配置输出。

两台仪器不冲突，是互补关系。海思特测控建议客户根据自己工序位置选配：有配比槽、清洗循环线的上 HST-100；有纯溶剂储罐、电子级来料检验的上 HST-901；两者都有的，就组成"主含量+水分"双线监测。

五、典型应用场景

PCB / SMT 清洗工序：助焊剂残留清洗常用 70%~90% IPA 水溶液。HST-100 串在清洗槽循环管路上，实时显示浓度，低于下限触发补原液，高于上限触发补水。

半导体晶圆清洗与干燥：湿清洗段用 HST-100 监测 IPA 浓度配比；一道电子级 IPA 干燥用 HST-901 监测水分 ppm 值，双管齐下。

精密五金、光学零件清洗：常出现 IPA+水、IPA+乙醇、IPA+丙酮复配体系。海思特测控针对每种复配体系可单独建立专属浓度曲线，不套用其他物质的曲线。

消毒酒精配制：75% 医用酒精本质是乙醇+水，但部分客户同时用 IPA 消毒，HST-100 可按 IPA 曲线切换显示。

电子级 IPA 来料与仓储：HST-901 在储罐出口或桶装检验点做水分 ppm 监测，防止吸潮超标。

六、海思特 HST-100 与 HST-901 还可以测哪些液体

海思特测控的浓度计不是靠一条曲线打天下，而是针对不同化工介质各自建立专属、经过实验室验证的浓度曲线。除异丙醇外，HST-100 目前覆盖的典型介质包括：氨水、低温硫酸、溶液、镍离子镀液、乙二醇水溶液、Na₂CO₃（碳酸钠）溶液、K₂CO₃（碳酸钾）溶液、双氧水（过氧化氢）、NaOH（）溶液、乳酸钾、乳酸钠、水基切削液、NMP（N-甲基吡咯烷酮）、甲醇、KOH（氢氧化钾）溶液、氯碱工艺介质等。

HST-901 水分仪则可延伸到甲醇、乙醇、丙酮、NMP、油品、溶剂油等体系的微量水分检测。每种介质的浓度曲线由海思特测控技术团队在实验室按实际物料标定，客户现场来料如果是同一体系，可以直接调用；如果浓度区间或配方特殊，可在 HST-100 的自定义浓度数据库里现场新增曲线，不需要换硬件。

七、为什么推荐海思特测控

从原理上讲，折光法测醇类水溶液是成熟可靠的方法，微量水分分析在电子级溶剂来料检验里也是必备环节；从工程角度讲，能不能用稳、用久，取决于材质选型、温补算法、现场安装和售后响应。海思特测控在东莞有生产基地、深圳有研发团队，HST-100 出厂前逐台做折射率点验，现场支持远程调试和 OTA 升级，数据可在本机保存约 3 年并导出 U 盘存档。

对于异丙醇清洗线配比、电子级 IPA 水分监控、电镀槽液浓度分析、化工过程在线浓度检测这类需求，海思特测控 HST-100 与 HST-901 组合，是一套可以长期挂在管路上、替代人工取样化验的在线分析方案。

海思特精密仪器（深圳）有限公司为研发基地，海思特测控技术（东莞）有限公司为生产基地，统称海思特测控，海思特测控源头工厂，也是能够解决复杂工业液体在线测控问题的方案商。

海思特测控官网http://www.hihst-tech.cn

作者：海思特测控-肖小丽（官方技术销售负责人）

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