钢瓶为什么要bundle

Gas初识_Bulk Gas（一）

皎洁的月光洒向大地

2019-10-04 20:09·字数:1886·阅读:3679

半导体工厂Fab使用到的Gas主要分为2类：大宗气体系统和特种气体系统

大宗气体系统（Bulk Gas）：使用量较大的几种气体，有氮气（N2）、氧气（O2）、氢气（H2）、氩气（AR）、氦气（He）、压缩空气（CDA）。

一、大宗气体系统概述

Bulk Gas System主要由供气系统和管道系统组成，其中的供气系统包含气源、纯化、品质监测等几部分，一般气源设置在独立于生产厂房之外的气站（Gas Yard），而气体的纯化一般设置在生产厂房内专门的纯化间（Purifier Room），这样的目的是可以保证高纯度的气体输送距离减少，既可以保证气体品质，而且可以节约成本。一般高纯度输送气体的管道采用SUS 316L EP级管道。经过纯化的高纯气体从纯化间输送到辅道生产层（Sub Fab）或生产车间的架空地板下，形成配管网络，最后由二次配管系统（Hook up）送至各生产装备。

其中氮气在整个Fab生产制造中使用量最大，根据使用点品质要求不同，又区分为普通氮气（GN2）和工艺纯化氮气（PN2）

N2供应系统示意图

二、大宗气体供气系统

2.1 气体站

2.1.1 首先必须根据工厂所需用气量的情况，选择最合理和经济的供气方式。

概述中已说明使用量最大的是氮气，根据其用量的不同，可考虑采用以下几种方式供气：

1）液氮储罐，用槽车定期进行充灌，高压的液态气体经蒸发器（Vaporizer）蒸发为气态后，供工厂使用。一般的半导体工厂用气量适中时这种方式较为合适，这也是目前采用最多的一种方式。

汽化器Vaporizer

2）采用空分装置现场制氮。这适用于N2用量很大的场合。集成电路芯片制造厂多采用此方式供气，而且还同时设置液氮储罐作备用。

3）氧气和氩气往往采用超低温液氧储罐配以蒸发器的方式供应。

氧气和氩气供应示意图

4）氢气则以气态方式供应，一般采用钢瓶组（Bundle）即可满足生产要求。如用气量较大，则可采用Tube Trailer供气，只是由于道路消防安全审批等因素，目前在国内还很少采用此方式。相信随着我国微电子工业的飞速发展，相关的安全法规会更完善，Tube Trailer供气方式会被更多地采用。如果氢气用量相当大，则需要现场制氢，如采用水电解装置。

氢气和氦气供应示意图

5）氦气以气态方式供应，一般采用钢瓶组（Bundle）即可满足生产要求。如用气量较大，则可采用Tube Trailer/ISO槽车供气。

6）压缩空气主要通过Gas Yard内压缩机产气，干燥机吸附后得到干燥洁净的压缩空气，简称CDA。CDA一般在所有的行业均有使用，半导体Fab使用的压力相对一般行业稍高，常见在8.5bar以上。

在整个气体站，需要特别注意几个问题：

首先,供氢系统和供氧系统的安全性问题是必须予以高度重视的,如气体站的平面布置必须符合国家和行业相关安全规范。

其次，在设计供气压力时不仅要参照最终用户点的压力需求，而且必须考虑纯化器、过滤器以及配管系统的压力降。

2.2气体纯化与过滤

2.2.1气体的品质要求

目前对大宗气体的纯度要求往往达到ppb级，生产工艺线对大宗气体的品质要求较高。

因此，必须用不锈钢管道将大宗气体从气体站送至生产厂房的纯化室（purifier Room）进行纯化，气体经纯化器除去其中的杂质，再经过滤器除去其中的颗粒（Particle）。出于安全考虑，一般将氢气纯化室设计为单独一室，并有防爆、泄爆要求。

2.2.2 纯化器

目前国内采用的气体纯化器都是进口的，主要的生产厂家有SAES、Taiyo、Toyo、JPC、ATTO等。纯化器根据其作用原理的不同可以对不同的气体进行纯化。

一般说来，N2、O2纯化器较多采用触媒吸附式，Ar、H2、He纯化器则以Getter效果最佳，H2纯化器也多采用触媒吸附结合Getter式。

CDA常用加热吸附式干燥机来干燥压缩空气。吸附式干燥机是利用吸附剂（活性氧化铝、硅胶、分子筛）吸附水分的特性来降低压缩空气中水分的含量，一般来说可以使出口气的露点达到-40度以上。

在设计中要注意的是，不同气体纯化器需要不同的公用工程与之相配套。例如，触媒吸附式N2纯化器需要高纯氢气供再生之用；触媒吸附式纯化器需要冷却水。因此，相关的公用工程管线必须在气体纯化间内留有接口。

CDA干燥机后端室内管道需要注意结露问题，很多在设计时未能完全考虑，后期运营时部分管道结露严重，特别是靠近墙面处的管道，对墙面造成一定的影响。

2.3 气体的品质监测

大宗气体在经纯化及过滤后应对其进行品质监测，观察其纯度与颗粒度的指标是否已高于实际的工艺要求。目前着重对气体中的氧含量、水含量和颗粒度进行在线连续监测，而对CO、CO2及THC杂质采用间歇监测，有条件的Fab也会连续监测。测试结果连同其他测试参数（诸如压力、流量等）都会被送往控制室中的SCADA（Supervisory Control and Date Acquisition）系统。同时也可以将数据共享给必要的单位或组织。

2.4 供气系统的可靠性问题

由于微电子行业的投入与产出都是非常的大，任何供气中断都会带来巨大的经济损失。因此在设计中必须充分考虑气体供应系统运行的安全可靠性。若采用现场制气方式，往往还需要设置该种气体的储蓄供气系统作备用。

每一种气体的纯化器都需要有一台作备用。防止在一台纯化器异常时及时切换到备用纯化器。保证气体供应的稳定性。

液氮做制冷系统?液氮喷淋还是循环！液氮冷却系统(LNCS)在550～-180℃温度范围内程序控温，在Q2000, Q200, Q20, AQ20和之前的Q系列TM DSC上都可配备。高速降温的能力，使得LNCS成为研究等温结晶的理想装置。 1. 概述 万瑞冷电公司为满足超导、航天、真空等领域对大冷量的 65K-100K温区制冷装置的需求，特研制液氮过冷制冷装置。它具有根据要求自动调节温度、冷量、压力、流量的功能。具备安全、可靠、易 *** 作、长寿命的特点。2. 工作原理液氮的温度对应一定的饱和蒸汽压力。当液氮所处的压力环境高于其温度所对应的饱和蒸汽压时，称之为液氮过冷。液氮过冷的方法有两种，一是提高液氮压力，二是通过制冷机提供冷量降低液氮温度。对闭式液氮过冷循环系统只能采取二者结合的方式：制冷机提供冷量，提高压力保证液氮单向流动。3.设备组成• 过冷箱 ：为制冷机、换热器等提供了一个安装和换热并与外界绝热、保冷的环境 。• 泵箱：安装液氮泵，提供系统循环动力的场所。并具有循环液氮气、液相分离的作用。• 真空输液管道：真空保温管，将系统连为一体，液氮在其中循环；• 减压抽空系统：当制冷机不能提供系统所需冷量时，通过减压抽空系统补充系统冷量• 冷却水系统：冷却压缩机，节约水资源。• 液氮贮槽：向系统加注和补充液氮。并且是一个氮气源，为泵箱和气动元件提供气源。• 泵箱及气动阀门供气系统 ：保证系统循环压力高于循环液氮温度所对应的饱和蒸汽压 和保证 系统阀门供气 ；•测控仪表及装置： 自动显示和控制系统需测量的物理量：温度、压力、流量、液位。4.特点• 采用 GM制冷机提供冷量。工作时只需电力和水， *** 作简单。因为电机转速很慢，故其工作寿命长。不间断工作时间>15000Hr.系统采用积木式设计，可以根据系统负载变化方便地增加或减少几台制冷机。•采用立式、长轴型变频液氮泵。具有安装方便、 *** 作简单，漏热小、长寿命的特点。流量和压头可以通过变频调节。•系统设计考虑周到，既能通过昂贵的制冷机提供冷量，也可以通过简单的抽空减压提供冷量。•控制系统高度集成，具有多重保护设计。既可以在控制中心实行远控，也可以在现场本地控制。除了正常的工作巡检，达到了无人值守的目的。5.技术指标• 冷却方式：液氮循环• 超导设备液氮进口温度70-72K• 超导设备液氮出口温度：≤ 76K• 冷却系统制冷功率：200W-2000W 连续运行时间＞15000小时。

您好，班德液氮罐为您答疑解惑：液氮增压气化系统是一种液氮气化设备，本身不具备制造氮气的功能。氮气是由贮存在移动槽车内的液氮输入本设备，然后通过低温液氮泵增压至需要的压力（不大于3Mpa，可按要求调节），并通过液氮气化器加热至需要的温度（5℃-20℃左右），输出并注入需要吹扫的管道内。其氮气来源是与之相连的移动液氮槽车或其它液氮贮存罐。热源来自于一台热水锅炉或外接的蒸汽锅炉。主要应用于输气管道的氮气置换或管道通球施工。液氮增压气化系统 *** 作规程1、检查锅炉、气化器排污口是否关闭，打开锅炉排气阀、水浴回水管2、道排气阀，给锅炉、气化器及膨胀水箱注水，水箱液位达到溢流口位置。3、给油箱加油，并检查柴油机及燃烧器的油路是否畅通。4、进液口与液氮槽车相连，设备排气口与待置换管道相连。5、检查低温泵进出口所有管路连接处是否有松动。6、发电机组启动前的检查？7、检查水箱是否满水或防冻液。8、检查机油是否在规定的油面位置。

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