ความสำคัญของระบบท่อส่งก๊าซบริสุทธิ์สูงต่ออุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์

As เซมิคอนดักเตอร์เนื่องจากเทคโนโลยีไมโครอิเล็กทรอนิกส์พัฒนาไปสู่ประสิทธิภาพและการบูรณาการที่สูงขึ้น จึงมีความต้องการความบริสุทธิ์ของก๊าซพิเศษทางอิเล็กทรอนิกส์ที่สูงขึ้นตามไปด้วย เทคโนโลยีท่อส่งก๊าซความบริสุทธิ์สูงจึงเป็นส่วนสำคัญของระบบจ่ายก๊าซความบริสุทธิ์สูง เป็นเทคโนโลยีหลักในการส่งก๊าซความบริสุทธิ์สูงที่ตรงตามข้อกำหนดไปยังจุดใช้งานก๊าซ ในขณะที่ยังคงรักษาคุณภาพที่ได้มาตรฐานไว้

เทคโนโลยีท่อส่งที่มีความบริสุทธิ์สูงนั้นครอบคลุมถึงการออกแบบระบบที่ถูกต้อง การเลือกใช้อุปกรณ์ท่อและวัสดุเสริม การก่อสร้างและการติดตั้ง รวมถึงการทดสอบ

01. แนวคิดทั่วไปเกี่ยวกับท่อส่งก๊าซ

ก๊าซที่มีความบริสุทธิ์และสะอาดสูงทั้งหมดจำเป็นต้องถูกลำเลียงไปยังจุดรับก๊าซปลายทางผ่านทางท่อส่ง เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดด้านคุณภาพของกระบวนการผลิตก๊าซ เมื่อดัชนีการส่งออกก๊าซมีความแน่นอนแล้ว การให้ความสำคัญกับการเลือกวัสดุและคุณภาพการก่อสร้างของระบบท่อส่งจึงมีความจำเป็นมากขึ้น นอกจากความแม่นยำของอุปกรณ์การผลิตหรือการทำให้บริสุทธิ์ของก๊าซแล้ว ปัจจัยหลายอย่างของระบบท่อส่งก็ส่งผลกระทบอย่างมากเช่นกัน ดังนั้น การเลือกใช้ท่อจึงต้องปฏิบัติตามหลักการของอุตสาหกรรมการทำให้บริสุทธิ์ที่เกี่ยวข้อง และระบุวัสดุของท่อในแบบแปลนด้วย

02ความสำคัญของท่อส่งก๊าซที่มีความบริสุทธิ์สูงในการขนส่งก๊าซ

ความสำคัญของท่อส่งก๊าซบริสุทธิ์สูงในการขนส่งก๊าซบริสุทธิ์สูง ในกระบวนการถลุงเหล็กกล้าไร้สนิม เหล็กกล้าไร้สนิมแต่ละตันสามารถดูดซับก๊าซได้ประมาณ 200 กรัม หลังจากแปรรูปเหล็กกล้าไร้สนิมแล้ว ไม่เพียงแต่จะมีสารปนเปื้อนต่างๆ เกาะติดอยู่บนพื้นผิวเท่านั้น แต่ยังมีก๊าซจำนวนหนึ่งถูกดูดซับเข้าไปในโครงสร้างผลึกของโลหะด้วย เมื่อมีกระแสลมไหลผ่านท่อส่ง ก๊าซบางส่วนที่ถูกดูดซับโดยโลหะจะกลับเข้าสู่กระแสลมและปนเปื้อนก๊าซบริสุทธิ์

เมื่อการไหลของอากาศในท่อไม่ต่อเนื่อง ท่อจะเกิดการดูดซับแรงดันของก๊าซที่ไหลผ่าน เมื่อการไหลของอากาศหยุดลง ก๊าซที่ถูกดูดซับโดยท่อจะเกิดการลดลงของแรงดัน และก๊าซที่วิเคราะห์ได้ก็จะเข้าไปปะปนกับก๊าซบริสุทธิ์ในท่อในฐานะสิ่งเจือปน

ในขณะเดียวกัน กระบวนการดูดซับและการวิเคราะห์จะทำให้โลหะบนพื้นผิวด้านในของท่อเกิดเป็นผงจำนวนหนึ่ง ฝุ่นโลหะนี้ยังปนเปื้อนก๊าซบริสุทธิ์ในท่อด้วย คุณลักษณะนี้ของท่อมีความสำคัญมาก เพื่อให้มั่นใจในความบริสุทธิ์ของก๊าซที่ขนส่ง ไม่เพียงแต่พื้นผิวด้านในของท่อจะต้องมีความเรียบเนียนสูงมากเท่านั้น แต่ยังต้องมีความทนทานต่อการสึกหรอสูงอีกด้วย

เมื่อก๊าซมีคุณสมบัติกัดกร่อนสูง ต้องใช้ท่อสแตนเลสทนการกัดกร่อนในการวางท่อ มิเช่นนั้น จะเกิดคราบกัดกร่อนขึ้นบนพื้นผิวด้านในของท่อ ในกรณีที่รุนแรง ชิ้นส่วนโลหะขนาดใหญ่จะหลุดลอกออกมา หรือแม้แต่ทะลุท่อ ทำให้ก๊าซบริสุทธิ์ที่กำลังขนส่งปนเปื้อนได้

03 วัสดุท่อ

การเลือกวัสดุสำหรับท่อต้องเลือกให้เหมาะสมกับความต้องการใช้งาน คุณภาพของท่อโดยทั่วไปวัดจากความหยาบของพื้นผิวด้านในของท่อ ยิ่งความหยาบน้อยเท่าไร โอกาสที่อนุภาคจะเข้าไปติดอยู่ก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น โดยทั่วไปแบ่งออกเป็นสามประเภท:

หนึ่งคือท่อเกรด EP 316Lซึ่งผ่านการขัดเงาด้วยไฟฟ้า (Electro-Polish) แล้ว มีคุณสมบัติทนต่อการกัดกร่อนและมีความเรียบผิวต่ำ ค่า Rmax (ความสูงสูงสุดจากยอดถึงหุบ) อยู่ที่ประมาณ 0.3 ไมโครเมตรหรือน้อยกว่า มีความเรียบสูงสุดและไม่เกิดกระแสไหลวนขนาดเล็กได้ง่าย ช่วยกำจัดอนุภาคปนเปื้อน ก๊าซที่ใช้ในกระบวนการควรถูกส่งผ่านท่อในระดับนี้

หนึ่งคือปริญญาตรี เกรด 316Lท่อชนิดหนึ่งที่ผ่านการอบชุบด้วยความร้อนแบบ Bright Anneal มักใช้สำหรับก๊าซที่สัมผัสกับชิปแต่ไม่ได้มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาของกระบวนการ เช่น GN2 และ CDA อีกชนิดหนึ่งคือท่อ AP (Annealing & Picking) ซึ่งไม่ได้ผ่านการบำบัดพิเศษ และโดยทั่วไปใช้สำหรับชุดท่อภายนอกแบบคู่ที่ไม่ใช้เป็นท่อส่งก๊าซ

04 การก่อสร้างท่อส่ง

การเตรียมปากท่อเป็นหนึ่งในจุดสำคัญของเทคโนโลยีการก่อสร้างนี้ การตัดและประกอบท่อจะดำเนินการในสภาพแวดล้อมที่สะอาด และในขณะเดียวกันก็ต้องมั่นใจว่าไม่มีร่องรอยหรือความเสียหายที่เป็นอันตรายบนพื้นผิวของท่อก่อนการตัด ควรเตรียมการไล่ก๊าซไนโตรเจนเข้าไปในท่อก่อนเปิดท่อ โดยหลักการแล้ว การเชื่อมจะใช้ในการเชื่อมต่อท่อส่งและจ่ายก๊าซที่มีความบริสุทธิ์และสะอาดสูงที่มีอัตราการไหลสูง แต่การเชื่อมโดยตรงนั้นไม่ได้รับอนุญาต ควรใช้ข้อต่อแบบปลอก และวัสดุท่อที่ใช้จะต้องไม่มีการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างระหว่างการเชื่อม หากเชื่อมวัสดุที่มีปริมาณคาร์บอนสูงเกินไป การซึมผ่านของอากาศในส่วนที่เชื่อมจะทำให้ก๊าซภายในและภายนอกท่อแทรกซึมเข้าหากัน ทำลายความบริสุทธิ์ ความแห้ง และความสะอาดของก๊าซที่ลำเลียง ซึ่งจะนำไปสู่ผลกระทบร้ายแรงและส่งผลต่อคุณภาพการผลิต

โดยสรุปแล้ว สำหรับท่อส่งก๊าซบริสุทธิ์สูงและก๊าซพิเศษ จำเป็นต้องใช้ท่อสแตนเลสบริสุทธิ์สูงที่ผ่านการบำบัดเป็นพิเศษ ซึ่งทำให้ระบบท่อส่งก๊าซบริสุทธิ์สูง (รวมถึงท่อส่ง ข้อต่อท่อ วาล์ว VMB และ VMP) มีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งในการกระจายก๊าซบริสุทธิ์สูง