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(diǎn)(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)。⑦閥門和附件的材質(zhì)：對氫氣和煤氣管道不得采用銅質(zhì)材料，其它氣體管道可采用銅、碳鋼和可鍛鑄鐵等材料。

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。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。此外，對于供應(yīng)多臺分析儀器的氣體管路，另外還需氣體壓力控制指示裝置。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。

高純氣體管路的設(shè)計(jì)要點(diǎn)：

1.對于不同特性的氣體，要規(guī)劃獨(dú)立的供應(yīng)區(qū)域，一般分為三個(gè)區(qū)：腐蝕性/毒性氣體區(qū)、可燃性氣體區(qū)、惰性氣體區(qū)，將相同性質(zhì)的氣體集中加強(qiáng)管理，可燃性氣體區(qū)要特別規(guī)劃防爆墻與泄漏口，若空間不足，可考慮將惰性氣體放置與毒性/腐蝕性氣體區(qū)。

2.管路設(shè)計(jì)需要考慮輸送的距離，距離越長，成本越高，風(fēng)險(xiǎn)也越高，通常較合理的設(shè)計(jì)流速為20ml/S，可燃性氣體小于10ml/S,毒性/腐蝕性氣體小于8ml/S，在用量設(shè)計(jì)方面，則需要考慮使用點(diǎn)的壓力和管徑大小，前者與氣體特性有關(guān)，后者使用點(diǎn)的管徑一般為1/4”～3/8”。實(shí)驗(yàn)室集中供氣系統(tǒng)已成為實(shí)驗(yàn)室的主流，其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在集中供氣更安全、更經(jīng)濟(jì)、純度更高，工作流程更優(yōu)化。

3.根據(jù)用氣設(shè)備的分布情況，高純氣體的管網(wǎng)不宜過大或者過長；宜采用不封閉的環(huán)形管路，在系統(tǒng)末端連續(xù)不斷排放少量的氣體，以便在管網(wǎng)中總有高純氣體流通，不會(huì)發(fā)生“死空間”引起高純氣體的污染。

4.管路中應(yīng)減少不流動(dòng)氣體的“死空間”，不應(yīng)設(shè)有盲管，在特種氣體的儲氣瓶與用氣設(shè)備之間應(yīng)設(shè)吹掃控制裝置、多閥門控制裝置、用以控制各個(gè)閥門的開關(guān)順序、系統(tǒng)吹除，以確保供氣系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行和防止“死區(qū)”形成而滯留污染物，降低氣體純度。

5.對高純氣體純度要求不同的用氣設(shè)備，宜采用分等級高純氣體輸送系統(tǒng)；也可采用同等級輸送系統(tǒng)，但是在純度要求高的用氣設(shè)備鄰近處設(shè)末端氣體提純裝置。

6.為了檢測高純氣體的純度和雜質(zhì)含量，輸送系統(tǒng)除了設(shè)置必要的連續(xù)檢測儀器，如衡量水含量或者氧雜質(zhì)含量等分析儀外，還應(yīng)設(shè)置定期取樣用的檢測采樣口，以便按規(guī)定時(shí)間進(jìn)行采樣，分析高純氣體中各種雜質(zhì)的含量。

7.在亞微米級的集成電路生產(chǎn)中，要求供應(yīng)10－9級的高純氣體，為了確保末端用氣工藝設(shè)備處的氣體純度，使氣體中的雜質(zhì)含量（包括塵粒）控制在規(guī)定的數(shù)值內(nèi)，一般在設(shè)備前設(shè)置末端純化裝置，或末端氣體過濾器。

氣路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理  

氣壓系統(tǒng)由空壓機(jī)、干燥器、濾清器、自動(dòng)排水器、防凍器及各類控制閥件組成，壓縮空氣經(jīng)多級凈化處理后，供底盤行駛及車上作業(yè)使用。 

一. 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)  氣壓系統(tǒng)主要由以下組成：  ? 壓縮空氣氣源 ? 動(dòng)力系統(tǒng)控制氣路 ? 底盤氣路 ? 絞車氣路 ?  司鉆控制  壓縮空氣氣源整車共用，底盤氣路和絞車氣路均為相對獨(dú)立管路，并相互鎖定；不僅是給試驗(yàn)操作人員一個(gè)良好的工作環(huán)境，更加是對試驗(yàn)人員的人身安全的一個(gè)保障。分動(dòng)箱的動(dòng)力操作手柄在切換發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力時(shí)，同時(shí)切換壓縮空氣氣源，鉆機(jī)車在行駛狀態(tài)接通底盤氣路，鉆修作業(yè)接通絞車氣路。當(dāng)二者其一管路接通壓縮空氣氣源時(shí)，另外一路則被切斷壓縮空氣氣源，確保設(shè)備操作安全，減少氣路管線泄漏

二. 壓縮空氣氣源  1. 空氣壓縮機(jī)，往復(fù)活塞結(jié)構(gòu)，4缸V形排列；2臺，分別安裝在2臺發(fā)動(dòng)機(jī)右側(cè) 前部，由曲軸端皮帶輪驅(qū)動(dòng)；為了保證管道的強(qiáng)度和剛度，必須設(shè)置各種支(吊)架，如活動(dòng)支架、固定支架、導(dǎo)向支架和彈簧支架等。強(qiáng)制水冷，潤滑，冷卻管線與發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水道相連，潤滑管線與發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑系統(tǒng)相連。  2. 調(diào)壓閥，安裝在空氣壓縮機(jī)缸體側(cè)部，調(diào)定控制氣壓系統(tǒng)空氣壓力，調(diào)定值0.8 ±0.05 MPa，當(dāng)系統(tǒng)氣體壓力升高，達(dá)到調(diào)定值時(shí)，調(diào)壓閥動(dòng)作發(fā)出氣動(dòng)信號，分兩路，一路信號接通兩臺空氣壓縮機(jī)卸荷閥，頂開各氣缸進(jìn)氣閥門，空壓機(jī)置空負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，停止向氣壓系統(tǒng)供氣；另一路信號接通兩臺干燥器排泄口，干燥器儲氣室內(nèi)的干燥空氣迅速反向流動(dòng)流，吸附干燥劑層的水份，迅速排出干燥器體外，使其干燥劑再生。系統(tǒng)壓力低于調(diào)定值，調(diào)壓閥氣信號消失，空壓機(jī)卸荷閥復(fù)位，空壓機(jī)重新進(jìn)入正常工作狀態(tài)，繼續(xù)向系統(tǒng)供應(yīng)壓縮空氣，同時(shí)，干燥器排泄口關(guān)閉，干燥器重新開始工作，吸附干燥系統(tǒng)壓縮空氣。