一、輸配管道潔凈技術(shù)的概念
電子廠房中氣體管道輸送的高純、潔凈氣體是指滿足氣體的“三度”要求的氣體。首先要求氣體純度達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)，例如99. 999%；其次是干燥度，這是指氣體中微量水分的含量，一般以露點(diǎn)表示，例如常壓露點(diǎn)—70℃；?最后是潔凈度，這是指氣體中含有的污染物質(zhì)的數(shù)量。對(duì)于粒徑為μm的離子單位為多少粒/m3，而對(duì)于壓縮空氣使用mg/m3表示。
此外還有對(duì)于空氣中污染物的粒徑大小的分類，這里所指的污染物粒子主要包括腐蝕、磨損、沖刷產(chǎn)生的金屬粒子，噬菌體、微生物以及含濕氣體凝結(jié)的液滴，大氣塵埃粒子等。按照粒子粒徑的不同可大致的分為三類：超微粒子，粒徑一般小于0.1μm；粒子，粒徑在0.lμm～5μm；大粒子，粒徑大于5μm。
由于在大氣中不可避免的存在大量的粒徑處于1～0.01 μ m的污染物粒子，而這些粒子在進(jìn)入“空分制氣”、“中空纖維膜制氣”、或者是“碳分子篩制氣”等系統(tǒng)的空氣壓縮機(jī)后，由于往復(fù)式活塞在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵，從而對(duì)以上空氣進(jìn)行了二次污染，為此經(jīng)過(guò)往復(fù)式活塞空氣壓縮機(jī)后的壓縮氣體含有大量的污染物質(zhì)。即使經(jīng)過(guò)后續(xù)的干燥器、凈化器可以對(duì)水分、二氧化碳等進(jìn)行一定的清除，但是由于氣流的沖刷作用或者是吸附穩(wěn)定性等因素會(huì)導(dǎo)致大量的吸附劑粉塵。為此經(jīng)過(guò)干燥器、凈化器以及過(guò)濾器的由于系統(tǒng)的連續(xù)流動(dòng)性不佳，致使系統(tǒng)內(nèi)部的氣體又受到反擴(kuò)散污染或者是交叉污染，導(dǎo)致最終獲得氣體依然含有污染物粒子。
為此在要求生產(chǎn)環(huán)境潔凈的電子廠需要按照一定的潔凈度要求對(duì)廠房管道進(jìn)行設(shè)計(jì)施工。
二、氣體輸配管道的選材
廠房管道的潔凈技術(shù)是保證將高潔凈、高純度的氣體輸送到用氣點(diǎn)的主導(dǎo)通道，如果為了保證氣體質(zhì)量的不變而僅僅對(duì)氣體生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行精度的提升是不可取的，也是不容許的。輸送氣體的管道作為影響氣體質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，其選材要遵循以下原則：
2.1管材透氣性小。這種管材可以很好地防止大氣中氧的滲透與腐蝕，減少周圍環(huán)境的濕度對(duì)于管內(nèi)氣體的影響。同時(shí)在微電子的特殊程序中要考慮管材，例如砷化鎵的操作中不允許使用銅質(zhì)管路。不銹鋼作為一種活性較低的管材，可以作為超純凈、高純氣體的理想管材。當(dāng)壓縮空氣管路的干燥度—20℃到—40℃之間時(shí)可采用不銹鋼管304，而氧氣管路系統(tǒng)可以根據(jù)周邊環(huán)境及使用條件來(lái)決定是否是使用銅管。
2.2管內(nèi)表面對(duì)氣體的吸附及解吸氣的作用要盡量小。由于管材在制備過(guò)程中會(huì)吸收一定的氣體，例如每噸不銹鋼可吸收200g氣體。而這部分氣體在使用中會(huì)釋放到管路氣體中，從而污染空氣。
2.3內(nèi)表面耐磨、光滑。這樣的管材可以避免空氣在管內(nèi)的滯留以及金屬粒子進(jìn)入氣流。
2.4具有良好的抗腐蝕性能。尤其是在生產(chǎn)中使用了腐蝕性的氣體一定要使用抗腐蝕的不銹鋼管作為配管。
2.5性能穩(wěn)定。首先要求所使用的鋼管在焊接過(guò)程中組織不變化，同時(shí)在潔凈室內(nèi)的管道不能使用鍍鋅鋼管，以防止補(bǔ)鍍鋅操作帶來(lái)的不利影響。
三、管道的安裝施工
3.1管道的外觀檢查
管路使用的管材以及閥門等配件要按照設(shè)計(jì)要求采用，并將采購(gòu)的材料放置于室內(nèi)保管；管段的端頭有橡膠套罩蓋，不能破裂或者脫落；對(duì)閥門、管件以及管子要嚴(yán)格的進(jìn)行外觀檢查，例如是否有折疊、縮孔、裂紋、銹蝕、凹陷，此外粗糙度、管帽以及堵頭的密封措施、法蘭的封面平整性是否達(dá)標(biāo)等。
3.2管路系統(tǒng)的安裝
安裝過(guò)程中的配管支架不能間距過(guò)大，也不能使用柔性或者彈性支架，防止氣流沖擊引發(fā)的管道振動(dòng)；管路的彎折處要保持圓滑、平整，其彎管的半徑至少是管道半徑的5倍，此外不能使用焊接彎頭或者皺接彎頭，并采用冷彎管技術(shù)；螺紋表面不能存在斷面不完整或者損傷，重要的位置的粗糙度不大于12.5μm；使用卡套連接過(guò)程中要保護(hù)端口、密封面等，也不能使用鐵錘敲打，保證平整與圓滑；管路采用焊接連接，焊接中為了防止氧化可以在管內(nèi)通入一定的保護(hù)氣，而對(duì)于不銹鋼管要使用氬弧焊；在管道開(kāi)始焊接之前可以通入保護(hù)氣，例如在原來(lái)吹掃過(guò)的管段的始端的橡膠蓋中心鉆孔，使用繞有潔凈無(wú)紡布的不銹鋼管塞入進(jìn)行通氣，在另一端可以用柔軟的白紙檢驗(yàn)氣流狀況；螺紋連接作為一種方 便的連接方式，為此施工中要保證纏繞方式科學(xué)，尤其不能過(guò)多，一周半為最宜；管路中所使用的附件要與管材的選用原則一致，在銅材質(zhì)的管路中可以使用不銹鋼附件，反之則不行。在高純系統(tǒng)中使用閥門要采用焊接連接以保證嚴(yán)密性；安裝完畢之后要對(duì)輸配管路進(jìn)行吹除，這樣不僅消除了施工中進(jìn)入的粉塵粒子，同時(shí)也對(duì)管路起到干燥作用?？梢愿鶕?jù)系統(tǒng)的情況有選擇的使用連續(xù)吹掃、抽空式或者是間斷吹掃。
四、管路系統(tǒng)試驗(yàn)
4.1管路壓力試驗(yàn)：
安裝完畢后通過(guò)氣壓試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證管路的氣密性。氣壓試驗(yàn)在常壓下使用與潔凈室等級(jí)的氮?dú)膺M(jìn)行，使用工作壓力的1.15倍壓力，并在停壓10min后使用肥皂水檢查泄漏情況，對(duì)于ppt或者是ppb等級(jí)管道要以無(wú)泄漏為合格，
4.2管路干燥度、純度以及潔凈度的檢查
對(duì)于ppm級(jí)的管路中的干燥度，其末端的含濕量不能大于始端的1.1倍，而對(duì)于ppb級(jí)的高純管路中要保證始末端的含濕量變化不超過(guò)5ppb。通過(guò)測(cè)定試驗(yàn)用本底氣流，系統(tǒng)始末端三項(xiàng)指標(biāo)的變化。
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