實驗室高潔凈的氣體配管參考

發(fā)布時間：2019.05.28 瀏覽次數(shù)：

      所有高純度、高潔凈的氣體均需通過管路輸送到設備用點（POU），為了達到工藝對氣體的質量要求，在氣體出口指標一定的情況下，則更需重視配管系統(tǒng)的材料選用和施工質量。除取決于制氣或凈化設備的精度外，在很大程度上受到管路系統(tǒng)諸多因素的影響，因此，管材的選取應恪守相關行業(yè)原則，并在圖紙中注明管道材質。  

   管路的材質則依使用的需求進行選擇，若為制程用的反應氣體則選擇高等級的316L EP管，經電解拋光(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，其值遠低于經過光輝燒結(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的氣體，如GN2、CDA。管內表面粗糙度是衡量管材質量的標準。粗糙度越低，其顆粒攜帶可能性大大降低。另一種未經特殊處理的AP管(Annealing & Picking)，則用于不做為供氣管路的雙套外管。目前在國內潔凈管道可參照標準比較少，通常我們除了參照《潔凈廠房設計規(guī)范》《氫氣站設計規(guī)范》《氫氧站設計規(guī)范》《壓縮空氣設計規(guī)范》等有關技術行業(yè)技術規(guī)范外，在業(yè)內我們慣用的選材與配管一般參照國際通用的行業(yè)標準：  

   在半導體體行業(yè)線寬越做越小，其對氣體純度、顆粒度、雜質含量、露點的要求也越來越高。
 
    高純氮氣（PN2）：系統(tǒng)管道采用內壁電解拋光（EP）低碳（316L）不銹鋼管，閥門采用相同材質的波紋管閥或隔膜閥。 
 
    氮氣（N2）：系統(tǒng)管道采用內壁電解拋光（EP）低碳（316L）不銹鋼管或光亮退火（BA）低碳（316L）不銹鋼管，閥門采用相同材質的波紋管閥或球閥。
半導體行業(yè)
 
    高純氫氣（PH2）氫氣（H2）：系統(tǒng)管道采用內壁電解拋光（EP）低碳（316L）不銹鋼管，閥門采用相同材質的波紋管閥或隔膜閥。氬氣（Ar）：系統(tǒng)管道采用內壁電解拋光（EP）低碳（316L）不銹鋼管，閥門采用相同材質的波紋管閥或隔膜閥。
 
    氦氣（He）：系統(tǒng)管道采用內壁電解拋光（EP）低碳（316L不銹鋼管）閥門采用相同材質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，內管電解拋光（EP），閥門采用相同材質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，閥門采用相同材質的球閥（要求不高的公司亦可采用銅管，視工藝要求定）
     對于特殊氣體來講，氣體品種多，有毒有害氣體多，原來是一機臺配一氣柜，高昂的裝備組合和維修費用大大增加了投資成本，且有的還布置在工藝間內，存在著泄漏的安全隱患。現(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，其報警、噴淋、切換、吹掃多較為成熟，特氣間也與工藝間隔離，并對房間有防爆要求，工作的安全性大大提高。
 
   針對腐蝕性、毒性、燃燒性的氣體，通常設計將鋼瓶置于氣瓶柜(Gas Cabinet)內，再透過管路將氣體供應至現(xiàn)場附近的閥箱(VMB, Valve Manifold Box)，而后再進入制程機臺的使用點(POU, Point of Use)，于進入機臺腔體之前，會有獨立的氣體控制盤(GB, Gas Box)與制程控制模塊聯(lián)機，以質流控制器(MFC, Mass Flow Controller)進行流量之控制與進氣的混合比例控制，通常此氣體控制盤不屬于廠務系統(tǒng)的設計范疇，而是歸屬制程機臺設備的一部份。一般的惰性氣體則是以開放式的氣瓶架(Gas Rack)與閥盤(VMP, Valve Manifold Panel)進行供應。 

     超潔凈不銹鋼管道、管件、閥門的定義 ：
 
    用途：不銹鋼潔凈管道用于輸送半導體業(yè)中高純或超純潔凈氣體，及生物制藥產業(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   表面處理方式   內表面粗糙度平均值（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仍保持質量合格的關鍵技術；所謂高純氣配管技術包括系統(tǒng)的正確設計、管件及附件的選擇、施工安裝和試驗測試等內容。近年來以大規(guī)模集成電路為代表的微電子產品生產對高純氣體的純度和雜質含量的日益嚴格的要求，使高純氣體的配管技術日益受到關注和重視。以下針對高純氣體輸送從選材到施工以及驗收、日常管理作個簡單的概述。 

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