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高純氣體系統工程設備安裝

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1.高純氣體系統種類:

高純氣體是指純度在5N(99.999%)以上的氣體,高純氣體系統則是指高純氣體的控制、輸送、分配、管理的整個過程。


2. 常規供氣系統


常規供氣系統主要應用于4-6英寸 大規模集成電路廠,50MW以下的太陽能電池生產線,發光二極管的芯片工序線以及其它用氣量中等規模的電子行業。對氣體純度控制的要求不苛刻,系統配備在滿足安全的前提下盡量簡單,節省投資。


3.大宗特氣供氣系統


大規模供氣系統主要針對大規模量產的8-12英寸(1英寸=25.4毫米)超大規模集成電路廠(氣體種類包括SiH4、N2O、2、 C2F6、 NH3等),100MW以上的太陽能電池生產線(氣體種類包括NH3),發光二極管的磊晶工序線(氣體種類包括NH3)、5代以上液晶顯示器工廠(氣體種類包括SIH4、CL2、NH3、NF3)等、光纖(氣體種類包括SiCl4)、硅材料外延生產線(氣體種類包括HCL)等行業。它們的投資規模巨大,采用最先進的工藝制程設備,用氣需求量大,對穩定和不間斷供應、純度控制和安全生產提出最嚴格的要求。


高純供氣系統功能:

可實現自動切換,自動氮氣吹掃,自動真空輔助放空;多重安全防護措施,泄漏偵測,遠程緊急切斷;專用氮氣吹掃起源等等。

高純供氣系統設計

1.材料的選擇

特氣管路系統普遍采用316L不銹鋼電解拋光(EP)管道,閥門一般采用高純調壓閥、隔膜閥、高精密過濾器、(<0.003微米)、VCR接頭等。接觸氣體的管路部件表面粗糙度可控制在5uin。對于某些高腐蝕性的氣體如CL2等,采用經過特殊處理的耐腐蝕強的EP管 。

2.主管路系統的設計

在確定好氣體房和用氣點以后,主管路系統一般遵循管道線路最短,拐彎最少,布置緊湊合理,給人簡單美觀的感覺。輸送系統的數量和管徑的大小一般根據機臺用氣點的多少和流量大小確定,基本都采用小管徑輸送(1/4-3/4)而且多設計了備用系統。由于氣體本身的危險性,許多地方采用把管道鋪設在電纜橋架里,對于穿墻或穿過夾道的地方,周圍有危險源和經常有危險作業的地方,露天的地方管道一般布置在全封閉的橋架里。

對于低蒸汽壓氣體(WF6,DCS,BCl3,C5F8,ClF3等),需要考慮鋼瓶加熱,氣體面板加熱,管道伴熱等。為了精確控制流量,在氣源端一般會考慮配置高精度的壓力變送器、電子秤、溫控器等。在機臺用氣點也都配置了質量流量計,壓力調節閥。對于劇毒、高反應性和自燃氣體,應使用雙套管輸送。同時管道的設計要采用零死區設計,即整個管道系統從氣柜到VMB、從VMB到用氣點,要點對點,中間不允許有在氣體置換時有殘留空氣的死角。因此,整個管路系統中由VMB完成氣體的分配,中間沒有三通。最后管道還要有良好的接地。

3、輔助系統的設計

氣體柜或控制面板在安裝和運輸的過程中由于搬運和震動,閥門、接頭、過濾器等的更換、或其他原因、需要對其重新進行高壓氣密性試驗和氦檢,氣體的置換也需要用到高壓氮氣或氦氣,所以特氣柜需設計接入高壓惰性氣體氦氣或氮氣。一般選擇在特氣房設置一臺或多臺惰性氣體柜。

高純供氣系統施工

高純氣體管道的施工采用全自動軌道焊接,同時制定和實施嚴格的超高純施工和QA/QC保證程序,對施工的質量和程序進行嚴格的監控和管理。最后整個系統還要進行氦檢漏、水分、氧分和顆粒度檢測、以及其他要求做的氣相雜質的測試。

1.施工管理和現場施工的幾個注意點

項目管理人員和施工人員都要進行施工安全和施工質量的培訓,了解特種管道的施工作業要求和規范,了解高純氣體的基本知識,從而加深對特種管道施工質量重要性的認識。

特氣管道一般采用小管道輸送,為了降低成本,管道采用直接用彎管器煨彎的方式,彎管器一般采用5-10的,但不小于5倍。因此對管道施工人員要進行各種角度下的彎管培訓,對焊工也必須進行焊接程序的培訓,熟悉各種焊接參數的調整,最后管工和焊工都必須經過考試,由專門的質量管理人員確認合格后,發給作業許可證后方可施工,這也是QA/QC保證程序的組成部分。也是施工程序中人員培訓的重點。

現場的質量管理人員要做好材料的質量檢查記錄和每天的施工質量檢查記錄,包括管工彎管的質量,尺寸是否準確,管道是否有劃傷,彎頭是不是壓得太扁;拆除包裝的管道,預制好的管道,管口是不是封好;(管道封口應套上管帽,再采用EP管完好的內包裝袋割下15-20公分長套在管口折回后用潔凈膠帶纏好;如果沒有管帽,則采用套一層內包裝袋用膠帶封好,然后外面再套一層,也用膠帶封好。)焊工的焊縫是否符合質量要求,每個焊縫都必須仔細檢查,并作好焊接作業者和焊接數量記錄。

焊工每天在焊接前必須先作焊接試樣,經檢查合格后方可進行焊接施工,每天的施工結束后還必須做一個末試樣,以確認今天的焊接作業是否存在焊接隱患。每次電源變更的時候,都必須重新作試樣。焊接試樣要附上焊接參數。每天的焊接試樣要妥善保存。(焊縫質量的檢查主要有焊縫的寬笮度、焊縫的內外均勻度、焊縫的凹凸度、是否氧化、其他不允許的缺陷)


架設到管架上的管道,在焊接作業開始后就要采取不間斷充氣的方式,即從施工開始到施工結束管道內都要處于沖氣保護的狀態,但在不進行焊接作業時可適當調小管內氣壓。但對要求不是很高的施工,為了降低成本,每天的焊接結束后,把兩端用管帽和潔凈膠帶封死。在這里要特別提出的是對輸送強腐蝕性氣體的耐腐蝕性強的VM管進行對接施焊時,其充氣時間必須要達到4-5分鐘,而且必須不間斷充氣。


2.系統檢測

特氣管道施工結束后都需要進行壓力檢測,氦檢漏,顆粒度和水分、氧分測試。壓力檢測一般采用比較精密的圓盤式壓力檢測儀或電子檢測儀,不用壓力表。這樣大大提高了檢測的精密度。水、氧測試采用水氧分析儀;顆粒度測試目前基本采用激光顆粒測試儀,精度達到0.1微米;而對要求更高的采用核凝結技術(CNC)它可達到0.01微米。其它氣相雜質的測試根據具體要求確定。




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