實(shí)驗(yàn)室高潔凈的氣體配管參考

發(fā)布時(shí)間:2019.05.28 瀏覽次數(shù):

      所有高純度、高潔凈的氣體均需通過(guò)管路輸送到設(shè)備用點(diǎn)(POU),為了達(dá)到工藝對(duì)氣體的質(zhì)量要求,在氣體出口指標(biāo)一定的情況下,則更需重視配管系統(tǒng)的材料選用和施工質(zhì)量。除取決于制氣或凈化設(shè)備的精度外,在很大程度上受到管路系統(tǒng)諸多因素的影響,因此,管材的選取應(yīng)恪守相關(guān)行業(yè)原則,并在圖紙中注明管道材質(zhì)。  

   管路的材質(zhì)則依使用的需求進(jìn)行選擇,若為制程用的反應(yīng)氣體則選擇高等級(jí)的316L EP管,經(jīng)電解拋光(Electro-Polish)處理,耐腐蝕,表面粗糙度低,Rmax(maximum peak to valley height)約為0.3μm以下,其值遠(yuǎn)低于經(jīng)過(guò)光輝燒結(jié)(Bright Anneal)處理之316L BA管的0.8μm,因平整度越高越不容易形成微渦流,而將污染粒子帶出。316L BA管則常使用于和芯片接觸但不參與制程反應(yīng)的氣體,如GN2、CDA。管內(nèi)表面粗糙度是衡量管材質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)。粗糙度越低,其顆粒攜帶可能性大大降低。另一種未經(jīng)特殊處理的AP管(Annealing & Picking),則用于不做為供氣管路的雙套外管。目前在國(guó)內(nèi)潔凈管道可參照標(biāo)準(zhǔn)比較少,通常我們除了參照《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》《氫氣站設(shè)計(jì)規(guī)范》《氫氧站設(shè)計(jì)規(guī)范》《壓縮空氣設(shè)計(jì)規(guī)范》等有關(guān)技術(shù)行業(yè)技術(shù)規(guī)范外,在業(yè)內(nèi)我們慣用的選材與配管一般參照國(guó)際通用的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn):  

   在半導(dǎo)體體行業(yè)線寬越做越小,其對(duì)氣體純度、顆粒度、雜質(zhì)含量、露點(diǎn)的要求也越來(lái)越高。
 
    高純氮?dú)猓≒N2):系統(tǒng)管道采用內(nèi)壁電解拋光(EP)低碳(316L)不銹鋼管,閥門(mén)采用相同材質(zhì)的波紋管閥或隔膜閥。 

    氮?dú)猓∟2):系統(tǒng)管道采用內(nèi)壁電解拋光(EP)低碳(316L)不銹鋼管或光亮退火(BA)低碳(316L)不銹鋼管,閥門(mén)采用相同材質(zhì)的波紋管閥或球閥。
半導(dǎo)體行業(yè)

    高純氫氣(PH2)氫氣(H2):系統(tǒng)管道采用內(nèi)壁電解拋光(EP)低碳(316L)不銹鋼管,閥門(mén)采用相同材質(zhì)的波紋管閥或隔膜閥。氬氣(Ar):系統(tǒng)管道采用內(nèi)壁電解拋光(EP)低碳(316L)不銹鋼管,閥門(mén)采用相同材質(zhì)的波紋管閥或隔膜閥。

    氦氣(He):系統(tǒng)管道采用內(nèi)壁電解拋光(EP)低碳(316L不銹鋼管)閥門(mén)采用相同材質(zhì)的波紋管閥或隔膜閥。

    特氣系統(tǒng):必要的還需做雙套管:外管酸洗鈍化(AP)處理,內(nèi)管電解拋光(EP),閥門(mén)采用相同材質(zhì)的波紋管閥或隔膜閥。壓縮空氣(CDA):系統(tǒng)管道采用光亮退火(BA)低碳(316L)不銹鋼管,閥門(mén)采用相同材質(zhì)的球閥(要求不高的公司亦可采用銅管,視工藝要求定)
     對(duì)于特殊氣體來(lái)講,氣體品種多,有毒有害氣體多,原來(lái)是一機(jī)臺(tái)配一氣柜,高昂的裝備組合和維修費(fèi)用大大增加了投資成本,且有的還布置在工藝間內(nèi),存在著泄漏的安全隱患?,F(xiàn)在廣泛采用集中供氣系統(tǒng),氣柜集中,自控系統(tǒng)不斷完善,其報(bào)警、噴淋、切換、吹掃多較為成熟,特氣間也與工藝間隔離,并對(duì)房間有防爆要求,工作的安全性大大提高。

   針對(duì)腐蝕性、毒性、燃燒性的氣體,通常設(shè)計(jì)將鋼瓶置于氣瓶柜(Gas Cabinet)內(nèi),再透過(guò)管路將氣體供應(yīng)至現(xiàn)場(chǎng)附近的閥箱(VMB, Valve Manifold Box),而后再進(jìn)入制程機(jī)臺(tái)的使用點(diǎn)(POU, Point of Use),于進(jìn)入機(jī)臺(tái)腔體之前,會(huì)有獨(dú)立的氣體控制盤(pán)(GB, Gas Box)與制程控制模塊聯(lián)機(jī),以質(zhì)流控制器(MFC, Mass Flow Controller)進(jìn)行流量之控制與進(jìn)氣的混合比例控制,通常此氣體控制盤(pán)不屬于廠務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)范疇,而是歸屬制程機(jī)臺(tái)設(shè)備的一部份。一般的惰性氣體則是以開(kāi)放式的氣瓶架(Gas Rack)與閥盤(pán)(VMP, Valve Manifold Panel)進(jìn)行供應(yīng)。 

     超潔凈不銹鋼管道、管件、閥門(mén)的定義 :

    用途:不銹鋼潔凈管道用于輸送半導(dǎo)體業(yè)中高純或超純潔凈氣體,及生物制藥產(chǎn)業(yè)中潔凈管道(各種水)。 表面處理方式: 
    RA 值的比較(Roughness Average,粗糙度平均值)

    材質(zhì)   表面處理方式   內(nèi)表面粗糙度平均值(um) 
    316L         AP      RA〈=1.0 
    316L        BA       RA〈=0.8
    316L        EP        RA〈=0.13-0.2   
    純氣配管技術(shù)是高純氣體供氣系統(tǒng)的重要組成部分,是能否將合符要求的高純氣體送至用氣點(diǎn)仍保持質(zhì)量合格的關(guān)鍵技術(shù);所謂高純氣配管技術(shù)包括系統(tǒng)的正確設(shè)計(jì)、管件及附件的選擇、施工安裝和試驗(yàn)測(cè)試等內(nèi)容。近年來(lái)以大規(guī)模集成電路為代表的微電子產(chǎn)品生產(chǎn)對(duì)高純氣體的純度和雜質(zhì)含量的日益嚴(yán)格的要求,使高純氣體的配管技術(shù)日益受到關(guān)注和重視。以下針對(duì)高純氣體輸送從選材到施工以及驗(yàn)收、日常管理作個(gè)簡(jiǎn)單的概述。 

    陜西宏碩(www.godesafety.com)是國(guó)內(nèi)專業(yè)從事實(shí)驗(yàn)室整體設(shè)計(jì)規(guī)劃及建設(shè)裝修施工的品牌企業(yè),產(chǎn)品包括:實(shí)驗(yàn)臺(tái)、通風(fēng)柜、中央臺(tái)、邊臺(tái)、氣瓶柜、天平臺(tái)、通風(fēng)系統(tǒng)、氣路系統(tǒng)、凈化系統(tǒng)等實(shí)驗(yàn)室家具及實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)工程。