Elektron gaz ta'minoti sohasida tozalik va barqarorlik doimo ikkita parallel hayot chizig'i bo'lib kelgan. Atmosfera gazlari uchun yarimo'tkazgichlar ishlab chiqarishning keskin talablari-bitta texnologiya tanlovidan tizimli muhandislik yondashuvlariga o'tishga-bitta azot ishlab chiqarish yechimlarini keltirib chiqardi. Shenger Gas uzoq vaqtdan beri sanoat gazini ajratish texnologiyasi va uskunalari bo'yicha ixtisoslashgan bo'lib, azot ishlab chiqarish uchun kriogen havoni ajratish bo'yicha qattiq muhandislik tajribasini to'playdi. Uning kriogen azot ishlab chiqarish tizimlari yuqori-tozalikdagi elektron gazni qo‘llab-quvvatlovchi ilovalarda tobora ko‘proq qo‘llanilayapti. Ushbu maqola to'rt o'lchovdan{7}}jarayon tamoyillari, mahsulot spetsifikatsiyalari, tizim muvofiqligi va iqtisodiy mulohazalar asosida-kriogen azot ishlab chiqarish texnologiyasi yarimo'tkazgich sanoatining doimiy ravishda kuchayib borayotgan azot ta'minoti talablariga-qanday javob berishini ko'rib chiqadi.
Nima uchun yuqori-tozalikdagi azot yarimo'tkazgichlar ishlab chiqarish uchun ajralmas
Zamonaviy yarimo'tkazgich fabrikalarida azot yordamchi vosita emas, balki asosiy jarayonlarda bevosita ishtirok etadigan muhim materialdir. Uning ilovalarini uch darajada umumlashtirish mumkin:
- Atmosferani nazorat qilish jarayoni: Litografiya, qirqish, yupqa{0}}plyonka cho'ktirish va boshqa bosqichlarda azot kamera atmosferasidagi oksidlanish potentsialini aniq nazorat qilish uchun reaktiv gazlarni almashtirib yoki suyultiruvchi inert himoya gaz sifatida xizmat qiladi. Masalan, kimyoviy bug'larning cho'kishida azot oqimi tezligidagi o'zgarishlar to'g'ridan-to'g'ri plyonkaning bir xilligi va bosqichlarni qoplash qobiliyatiga ta'sir qiladi.
- Tozalash va tozalash: Uskunaga texnik xizmat ko'rsatish, kameralarni tozalash va quvurlarni almashtirishda yuqori{0}}tozalikdagi azot qoldiq gazlar va zarrachalarni tozalash uchun ishlatiladi. Bu ilova namlik va azotdagi umumiy uglevodorod miqdoriga juda sezgir{2}}shudring nuqtasi -70 darajadan yuqori bo'lsa, qabul qilib bo'lmaydigan oksidlanish xavfi paydo bo'lishi mumkin.
- Tashish va haydash: Azot toza quruq gazlar uchun tashuvchi sifatida fotorezist, kimyoviy moddalar va ultra-toza suvni tashiydi hamda pnevmatik klapanlar uchun harakatlantiruvchi gaz manbai bo‘lib xizmat qiladi. Bunday ilovalar bosim barqarorligini talab qiladi-bir zumda bosimning pasayishi gofretning butun qismini yo'q qilishi mumkin.
Chiziq kengligi 3 nm tugun tomon va undan tashqariga o'tganda, hatto ppb-darajadagi kislorod yoki suv bug'i aralashmalari ham eshik oksidlarining dielektrik kuchini o'zgartirishi mumkin. Saytda azot hosil qilish uchun tozalik chegarasi-oldingi 99,999% dan 99,9999% yoki undan yuqoriga ko'tarildi, ifloslik nazorati kislorod miqdorining yagona ko'rsatkichidan CO, CO₂, H₂ va boshqa iz turlarini qamrab oluvchi to'liq{6}}spektr tahliliga qadar kengaytirildi.
Kriogen azot hosil qilish jarayonining asosiy texnik mantiqi
Kriogen azot hosil boʻlishi havoni ajratishning asosiy printsipiga asoslanadi-past haroratli distillash orqali kislorod va azot oʻrtasidagi qaynash nuqtasi farqidan (-183 daraja va . -196 daraja) foydalanish. Bosimning tebranishi adsorbsiyasi yoki membranani ajratishdan farqli o'laroq, kriyojenik jarayon bir vaqtning o'zida yuqori oqim tezligi va ultra{6}}yuqori tozalik - bir-biriga qarama-qarshi bo'lgan ikkita talabni bajara oladi.
Odatdagi ikki-kolonkali distillash jarayoni quyidagicha davom etadi: xom havo H₂O, CO₂ va uglevodorodlarni olib tashlash uchun siqiladi,-sovutiladi va tozalanadi, so'ngra suyuqlanish haroratiga yaqin-sovutish uchun asosiy issiqlik almashtirgichga kiradi. Pastki ustunda ko'tarilgan bug' va tushayotgan suyuqlik azotga boy suyuq havo-hosil qilish uchun birlamchi distillashdan o'tadi. Bu suyuqlik havosi siqilib, yuqori ustunning yuqori qismiga ikkilamchi distillash uchun qayta oqim suyuqligi sifatida beriladi, natijada yuqori{6}}tozalikdagi azotning yuqori ustunida, kislorod bilan boyitilgan chiqindi suyuqlik quyida chiqariladi-.
Bu jarayonning murakkabligi sovuq muvozanatda yotadi. Ekspander tizimdagi sovuq yoʻqotishlarni qoplash va mahsulotni qayta isitish uchun zarur boʻlgan sovutgichni-taʼminlaydi, shu bilan birga distillash ustunidagi suyuqlikning bugʻ-oʻtkazish samaradorligi mahsulot tozaligining yakuniy yuqori chegarasini belgilaydi. Zamonaviy kriyojenik azot zavodlari tuzilgan qadoqlash va yuqori samarali distribyutorlarni qo'llash orqali ustun balandligini pasaytiradi va ajratish samaradorligini oshiradi, energiya iste'moli an'anaviy elak laganda ustunlariga qaraganda taxminan 15% -20% ga kam.
Yarimo'tkazgich jarayonlari bilan moslik tahlili
Yarimo'tkazgichli fabga kriogen azot ishlab chiqarishni joriy etish quyidagi texnik parametrlarga muntazam ravishda mos kelishini talab qiladi:
- Tozalikni taʼminlash tizimi: Yarimoʻtkazgichli kriyojenik azot qurilmalari odatda mahsulotning O₂ 0,1 ppm dan kam yoki unga teng, CO₂ 0,1 ppm dan kam yoki teng, CO 0,05 ppm dan kam yoki teng yoki H₂ ga teng yoki H₂ ga teng boʻlgan mahsulotning tozalik spetsifikatsiyalarini maqsad qiladi. -76 daraja. Ushbu maqsadlarga erishishning kaliti{9}}oldingi tozalash tizimida va onlayn analizatorlarning ishonchliligidadir. Molekulyar elak adsorberlarining o'tish davri, regeneratsiya harorati va sovutish egri to'g'ridan-to'g'ri tozalash samaradorligini aniqlaydi. Bundan tashqari, asosiy kondensator-qayta isitgichda uglevodorod to'planishi xavfi doimiy monitoring va muntazam suyuq kislorod oqimi orqali boshqarilishi kerak.
- Yuklashga javob berish qobiliyati: Yarimo'tkazgich ishlab chiqarish alohida tsiklik xususiyatlarga ega bo'lib, azot ishlab chiqarish tizimi 30%-105% keng yukni sozlash diapazoniga mos kelishini talab qiladi. Kriogenli o'simliklar bir necha daqiqada yuk o'zgarishlarini kengaytirgichning kirish yo'riqnomasini va mahsulotning ekstraktsiya tezligini sozlash orqali yakunlashi mumkin, bunda tozalik deyarli ta'sir qilmaydi - bu PSA yoki membranani ajratish usullari osonlikcha mos kelmaydigan qobiliyat.
- Ta'minot ishonchliligi arxitekturasi: Mantiqiy chip yoki xotira chiplari ishlab chiqarish uchun azot ta'minotining besh-daqiqadagi uzilishi millionlab dollar yo'qotishlarga olib kelishi mumkin. Kriogen azot tizimlari odatda N+1 kutish konfiguratsiyasi-bir nechta sovuq qutilar bilan parallel ravishda ishlaydigan, favqulodda vaziyatlarda millisekund-darajasini almashtirish imkonini beruvchi suyuq azot zaxira tizimi bilan to‘ldirilgan holda ishlab chiqilgan.
Iqtisodiy va muhandislikni amalga oshirish masalalari
Kriogen azot ishlab chiqarish uchun dastlabki sarmoya -saytda azot ishlab chiqarishning boshqa variantlariga qaraganda yuqori bo'lsa-da, uning afzalliklari to'liq hayot aylanishi davomida o'rta{1}}-katta oqim stsenariylarida sezilarli bo'ladi. Gazga bo'lgan talab 500 Nm³ / soat dan oshganda, kriogen jarayonning o'ziga xos quvvat sarfi 0,18-0,22 kVt / Nm³ gacha bo'lishi mumkin, bu oqim oralig'ida PSA esa 0,35 kVt / Nm³ ga yaqinlashadi. Kriogen zavoddagi harakatlanuvchi qismlar kompressorlar va kengaytirgichlar bilan cheklangan; distillash ustuni va issiqlik almashinuvchilari oddiy ish sharoitida tez-tez texnik xizmat ko'rsatishni talab qilmaydigan statik uskunalardir.
Muhandislikni amalga oshirishda sovuq qutining balandligi odatda 15 dan 25 metrgacha o'zgarib turadi, bu esa ko'tarish kirishini va poydevor yukini-ko'tarish qobiliyatini oldindan rejalashtirishni talab qiladi. Mahsulot azot quvurlari ichki yuzasi pürüzlülüğü Ra 0,4 mkm dan kam yoki unga teng bo'lgan 316L EP quvurlaridan foydalanish tavsiya etiladi. Onlayn gaz xromatograflari namuna olish punktlariga yaqin joyda o'rnatilishi kerak, namuna olish liniyalari 80 daraja yoki undan yuqori darajada qizdirilgan va izolyatsiyalangan bo'lishi kerak. Ortiqcha tahliliy kanallar ham tavsiya etiladi.
Texnologiyani tanlash bo'yicha qaror qabul qilish tizimi quyidagicha: Uzluksiz talab > 1000 Nm³/soat uchun kriogen ustuvor hisoblanadi; 300-1000 Nm³ / soat uchun har tomonlama taqqoslash kerak; < 300 Nm³/soat uchun PSA yoki suyuq azot ta'minoti baholanishi mumkin. Agar bir nechta komponentli spetsifikatsiyalarga ega bo'lgan umumiy aralashmalar < 1 ppm bo'lsa, kriyojenik deyarli yagona tanlovdir. 8 dyuymli va undan katta spetsifikatsiyalarga ega yarimo'tkazgich ishlab chiqarish bazalari uchun kriogen azot ishlab chiqarish umume'tirof etilgan standart echimga aylandi.
Yarimo'tkazgich sohasiga kriogen azot ishlab chiqarish texnologiyasini joriy etish etkazib beruvchilardan nafaqat havoni ajratish termodinamikasini, balki gofret ishlab chiqarishda gaz sifatiga qo'yadigan mikroskopik talablarni ham tushunishni talab qiladi-bu o'zaro{1}}intizom tushunchasi aynan kognitiv ko'prik bo'lib, ko'pchilik yarim o'tkazgich ishlab chiqaruvchilari va an'anaviy konditsionerlar ishlab chiqaruvchilari o'rtasida qurilishi kerak bo'ladi.
