大宗供氣系統-蓋斯帕克

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大宗供氣系統系統概述：

大宗氣體系統由供氣系統和輸送管道系統組成，其中供氣系統又可細分為氣源、純化和品質監測等幾個部分。通常在設計中將氣源設置在獨立于生產廠房(FAB)之外的氣體站(GasYard)。主要適用于:Semiconductor、TFT、Sun Solar等工廠特氣的集中供氣。

供氣方式

1)液氮儲罐，用槽車定期進行充灌，高壓的液態氣體經蒸發器(Vaporizer)蒸發為氣態后，供工廠使用。一般的半導體工廠用氣量適中時這種方式較為合適，這也是目前采用最多的一種方式。

2)采用空分裝置現場制氮。這適用于N2用量很大的場合。集成電路芯片制造廠多采用此方式供氣，而且還同時設置液氮儲罐作備用。

大宗氣供體應系統功能特點

1.大宗氣體供應系統采用全自動PLC控制器，彩色觸摸屏;氣體面板采用氣動閥門和壓力傳感器，可實現自動切換，自動氮氣吹掃，自動真空輔助放空;多重安全防護措施，泄漏偵測，遠程緊急切斷;專用氮氣吹掃起源等等。特種氣體采用獨立氣源，多用點采用VMB或VMP分路供應，VMB或VMP采用支路氣動閥，氮氣吹掃，真空輔助排空等。由于BSGS氣源總量大，多采用獨立的氣體房，獨立的抽風系統。

2.大宗氣體一般包括GN2, PN2, CDA (HPCDA), 和PO2. PH2, PHe, PAr。

3.工藝流程：大型儲罐氣源→氣化→過濾→增壓→過濾→純化→減壓→管道傳輸→VMB→用氣點。

4.大宗氣體使用SUS304 和SUS316 的材料。

大宗供氣系統應用領域

1.大宗特氣供氣系統主要針對大規模量產的8-12英寸(1英寸=25.4毫米)超大規模集成電路廠(氣體種類包括SiH4、N2O、2、 C2F6、 NH3等)，100MW以上的太陽能電池生產線(氣體種類包括NH3)，發光二極管的磊晶工序線(氣體種類包括NH3)、5代以上液晶顯示器工廠(氣體種類包括SIH4、CL2、NH3、NF3)等、光纖(氣體種類包括SiCl4)、硅材料外延生產線(氣體種類包括HCL)等行業。它們的投資規模巨大，采用最先進的工藝制程設備，用氣需求量大，對穩定和不間斷供應、純度控制和安全生產提出最嚴格的要求。

2.這些工廠的特種氣體的供給，除了普通鋼瓶(50L及以下)包裝的特種氣體外，還有多種類的特種氣體都普遍采用大包裝容器，由此它們被稱為大宗特氣，包括Y-鋼瓶（450L），T-鋼瓶（980L），集裝格（940L），ISO罐（22,500L），魚雷車（13,400L）等。

二、大宗氣體管道安裝

1.概述

根據氣體需求選擇合適的管道、閥件和配件。所有的進口材料應該被目視檢查。

¨ 檢查包裝;

¨ 檢查(尺寸, 材料, 配件, 種類,數量, 檢測報告);

¨ 所以的材料應該恰當的保存在庫房里，根據尺寸和類型分類放置在貨架上;

¨ 所有的材料進出應該正確的記錄，每周更新庫存量;

2.大宗氣體管線安裝

現場安裝管道和配件按照工作指導書來執行，主要步驟如下：

¨ 按照客戶認可的圖紙來施工;

¨ 根據施工圖紙領取材料;

¨ 按照焊接程序做出焊接樣品，并且保護焊接樣品以備檢查;

¨ 只有被認證合格的焊工才可以去焊接管道;

¨ 按照施工圖和焊接程序去準備、切割和焊接管道;

¨ 完成的焊道必須被清楚的標識以便于追蹤;標識應該有焊工的名字、焊接日期、焊機。

3.焊接程序

a. 基本要求是所有的焊工必須通過自動軌道焊接認證;

b. 做焊樣：

¨ 焊工每天在焊機開始之后必須做焊樣，但質量人員檢查并認為焊樣合格后，這個焊工能夠使用這個焊機去焊接管道。

¨ 焊工每天關機焊機之前必須做一個焊樣，只有當這個焊樣是好的時候，意味著今天的焊接是好的;若樣品有缺陷，再做一個樣品，若做了三個樣品都失敗，于是查看和切割最后一個焊點，直到找到一個完美的焊點的時候，意味著焊接是好的。

¨ 當有如下狀況時，重新做一個焊樣:

更換鎢棒;

更換焊把;

焊接程序升級;

更換電源;

更換不同尺寸的管材.

¨ 使用同樣的焊接氣體去做焊樣和正式的焊接管道;

¨ 必須在每個樣品上記錄日期、焊工、焊機，并且保存每一個樣品為了將來檢查。

c. 焊接判斷

¨ 旱道偏差: < 15% 管壁厚.

¨ 焊點超出表面: <15% 管壁厚.

¨ 超出焊點檢查: 表面是光滑的并且在表面上沒有孔洞.

¨ 顏色和氧化物: 表面沒有任何氧化物，并且是無色的。

d. 現場焊接

¨ 焊工必須戴手套;

¨ 使用不銹鋼管道從鋼瓶里傳送焊接氣體到焊接管道上，并且有過濾器使焊接氣體更純凈;

¨ 焊接之前，必須用焊接氣體吹掃焊接管道，盡力趕走焊接管道里所有的空氣，以消除管道被氧化。

¨ 焊接前，必須恰當的設定焊接氣體的壓力和流量，并且流量是穩定的;

¨ 焊接完成后，繼續保持一點焊接氣體在焊接管道內目的是消除氧化和污染;

¨ 焊工必須在焊接管路上記錄日期、焊工的名字、焊機和焊接記錄以便于在將來查看。

¨ 質量管制工程師發現缺陷的焊點時，焊工應該立即更改并在焊接管路上標注“R”。

三、大宗氣體管路測試

1.介紹

氣體管道測試包括保壓測試、氦泄露測試、顆粒測試、水氧測試，目的是管路安裝的質量并確保供應氣體到機臺，所有測試項目必須得到質量檢測確認。

2.保壓測試

目的是驗證焊接管道能承受需求壓力。

¨ 測試之前檢查管路的內容如下：

管道水平和垂直;

管路標簽正確并容易查看;

按照設計圖紙，管道尺寸和類型是正確的;

閥門和表是處于好的狀態，容易開閥，容易讀表的讀數。

管道支撐滿足要求;

管道有警告標識.

¨ 測試管路，

用純化的N2來給管路加壓，持壓15分鐘，觀察保壓計讀數是否有下降。這就是所說的保留測試。欲先測試確保管線壓力穩定和證實管線沒有大的泄露。若發現泄露，系統必須卸壓來維修。泄露點被修好后，重新再加壓15分鐘，重復這些步驟直到系統通過這個測試。在壓力保壓報告紙上記錄系統名稱、開始時間、溫度和壓力。

若壓差(ΔP)小于2psi, 測試是合格;若壓差(ΔP)大于2psi，查看原因并重新做測試。當保壓測試滿足測試標準的時候，釋放壓力并重新連接吹掃管線保持管道潔凈。整理報告并準備進行下一個測試步驟。

3.氦測漏檢測

因為有些時候一些管線能通過保壓測試，但是會有可能有泄露，因為太小在壓力測試過程中而不能被檢測到，氦測漏能檢測到任何可能存在的泄露。有兩種測試方法，一種是內測法，另外一種是外測法。

¨ 測試前檢查內容如下：

檢查氦測漏機的可靠性;

檢查氦氣的純度;

管線有警告標示.

¨ 內測法：

這種方法是最普通的測試方法在最新建造的超高純氣體管道系統里。對于最近建的超高純管道系統，這種方式是最常采用。對于這種測試，第一步，管線必須被抽真空，當氣體管線泄漏率達到1*10-9atm.cc/sec時，第二步是用噴槍噴氦氣到所有焊縫和機械連接處。當一個焊縫噴過氦氣后，等待一個短暫的時間后，允許氦氣達到管線內，進入氦氣檢測器內。若氦氣進入到泄漏的管線中時，氦氣檢測器將發出警報。當氣體管線被發現有一個泄漏時，停止測試，維修泄露點，管線必須重新進行壓力測試。在完成這個過程后，氦測漏測試完成后，記錄測試結果在氦測漏報告上。完成測試后，連接吹掃管線進行吹掃保持管內潔凈。

¨ 外測法：

有一些儀器抽真空時，容易被損壞。因此內測法不可以使用，當氦氣管線的一部分已經供應氦氣時，因為氦氣是一個輕的氣體，可能通過隔離閥到新的氦氣管線里。在這些狀況下，我們必須執行外測法測試。

測試方法是超高純氦氣將填充到氣體管線里。壓力達到管線工作壓力時，所有的焊接點和機械連接處用塑膠包起來。用傳感器檢查焊縫和機械連接頭。若有泄漏檢測器將發出警報。

4.顆粒測試

氦測漏結束后，下一步是執行管線顆粒測試，這個測試檢測氣體微塵顆粒在管路中含量是否達到可接受的標準。

¨ 測試前檢查內容如下：

確認將要被測試的管路已經被完全吹掃干凈了;

查看顆粒測試儀的校正日期;

確認被測試的管路是否有分支;

確認REF值是否在要求的范圍內;

在顯示屏上設定好測試的間隔時間和管路名稱;

管路有警告標識。