400-900-9093
高純氣體管道配管
2019-11-21
高純氣體管道配管
所有高純度、高潔凈的氣體均需通過管路輸送到設(shè)備用點(POU)，為了達(dá)到工藝對氣體的質(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)則依使用的需求進行選擇，若為制程用的反應(yīng)氣體則選擇高等級的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 valleyheight)約為0.3μm以下，其值遠(yuǎn)低于經(jīng)過光輝燒結(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。更多氣體知識請關(guān)注氣體圈子微信：gasgroup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)計規(guī)范》《氫氣站設(shè)計規(guī)范》《氫氧站設(shè)計規(guī)范》《壓縮空氣設(shè)計規(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際通用的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：
各種氣體配管配件要求
在半導(dǎo)體體行業(yè)線寬越做越小，其對氣體純度、顆粒度、雜質(zhì)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(nèi)壁電解拋光(EP)低碳(316L)不銹鋼管，閥門采用相同材質(zhì)的波紋管閥或隔膜閥。
氮氣(N2)：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，閥門采用相同材質(zhì)的波紋管閥或球閥。
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(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(shè)計將鋼瓶置于氣瓶柜(Gas Cabinet)內(nèi)，再透過管路將氣體供應(yīng)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)，更多氣體知識請關(guān)注氣體圈子微信：gasgroup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(zhì)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(wù)系統(tǒng)的設(shè)計范疇，而是歸屬制程機臺設(shè)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(yīng)。
不同氣體配管要求
腐蝕性能較強的氣體時，須選用耐腐蝕的不銹鋼管材作配管，否則，管材將會由于腐蝕而在內(nèi)表面產(chǎn)生腐蝕斑，嚴(yán)重時會出現(xiàn)大片金屬剝離甚至穿孔，從而污染輸配的純凈氣體。
大流量的高純、高潔凈度氣體輸配管道的連接，原則上全部采用焊接，要求采用的管材，在施焊時組織不發(fā)生變化。含碳過高的材料在焊接時，受焊接部位的透氣，使得管內(nèi)外氣體的相互滲透，破壞輸送氣體的純度、干燥度和潔凈度，導(dǎo)致我們的各項努力全部失去意義。
綜上所述，對于高純氣體及特種氣體輸送管道，需采用一種特種處理的高純不銹鋼管，至使高純管道系統(tǒng)(包含管道、管件、閥門、VMB、VMP)在高純氣體配送中占有至關(guān)重要的作用
