909 Project Very Large Scale Integrated Circuit Factory er et stort byggeprojekt i mit lands elektronikindustri under den niende femårsplan for at producere chips med en linjebredde på 0,18 mikron og en diameter på 200 mm.
Fremstillingsteknologien af meget store integrerede kredsløb involverer ikke kun højpræcisionsteknologier såsom mikrobearbejdning, men stiller også høje krav til gasrens renhed.
Bulkgasforsyningen til Projekt 909 leveres af et joint venture mellem Praxair Utility Gas Co., Ltd. i USA og relevante parter i Shanghai for i fællesskab at etablere et gasproduktionsanlæg. Gasproduktionsanlægget støder op til 909-projektfabrikken bygning, der dækker et areal på cirka 15.000 kvadratmeter. Renheds- og outputkravene for forskellige gasser
Højrent nitrogen (PN2), nitrogen (N2) og højrent oxygen (PO2) produceres ved luftseparation. Højrent brint (PH2) fremstilles ved elektrolyse. Argon (Ar) og helium (He) købes udliciteret. Kvasi-gassen renses og filtreres til brug i Projekt 909. Specialgas leveres i flasker, og gasflaskeskabet er placeret i hjælpeværkstedet til det integrerede kredsløbsproduktionsanlæg.
Andre gasser omfatter også et rent tørt trykluft CDA-system med et forbrugsvolumen på 4185m3/h, et trykdugpunkt på -70°C og en partikelstørrelse på højst 0,01um i gassen på brugsstedet. Åndedrætstrykluft (BA) system, brugsvolumen 90m3/h, trykdugpunkt 2℃, partikelstørrelsen i gassen på brugsstedet er ikke større end 0,3um, procesvakuum (PV) system, brugsvolumen 582m3/h, vakuumgrad på brugsstedet -79993Pa. Rengøringsvakuum (HV) system, forbrugsvolumen 1440m3/h, vakuumgrad ved brugspunkt -59995 Pa. Luftkompressorrummet og vakuumpumperummet er begge placeret i 909 projektets fabriksområde.
Udvalg af rørmaterialer og tilbehør
Den gas, der bruges i VLSI-produktionen, har ekstremt høje renhedskrav.Gasrørledninger med høj renhedbruges normalt i rene produktionsmiljøer, og deres renhedskontrol bør være i overensstemmelse med eller højere end renhedsniveauet for det rum, der er i brug! Derudover bruges gasrørledninger med høj renhed ofte i rene produktionsmiljøer. Ren brint (PH2), højrent oxygen (PO2) og nogle specielle gasser er brandfarlige, eksplosive, forbrændingsunderstøttende eller giftige gasser. Hvis gasrørledningssystemet er forkert designet, eller materialerne er forkert udvalgt, vil renheden af den gas, der anvendes ved gaspunktet, ikke kun falde, men den vil også svigte. Det opfylder proceskravene, men det er usikkert at bruge og vil forårsage forurening af den rene fabrik, hvilket påvirker sikkerheden og renligheden af den rene fabrik.
Garantien for kvaliteten af gas med høj renhed på brugsstedet afhænger ikke kun af nøjagtigheden af gasproduktion, rensningsudstyr og filtre, men påvirkes også i vid udstrækning af mange faktorer i rørledningssystemet. Hvis vi er afhængige af gasproduktionsudstyr, renseudstyr og filtre Det er simpelthen forkert at stille uendeligt højere præcisionskrav for at kompensere for forkert design af gasrørsystem eller materialevalg.
Under designprocessen af 909-projektet fulgte vi "Code for Design of Clean Plants" GBJ73-84 (den nuværende standard er (GB50073-2001)), "Code for Design of Compressed Air Stations" GBJ29-90, "Code" for design af iltstationer” GB50030-91 , “Kode for design af brint- og iltstationer” GB50177-93 og relevante tekniske foranstaltninger til valg af rørledningsmaterialer og tilbehør. "Kode for design af rene anlæg" fastlægger valget af rørledningsmaterialer og ventiler som følger:
(1) Hvis gasrens renhed er større end eller lig med 99,999% og dugpunktet er lavere end -76°C, 00Cr17Ni12Mo2Ti lavkulstof rustfrit stålrør (316L) med elektropoleret indervæg eller OCr18Ni9 rustfrit stålrør (304) med elektropoleret indervæg skal anvendes. Ventilen skal være en membranventil eller bælgventil.
(2) Hvis gasrens renhed er større end eller lig med 99,99%, og dugpunktet er lavere end -60°C, skal der anvendes OCr18Ni9 rustfrit stålrør (304) med elektropoleret indervæg. Bortset fra bælgventiler, der skal bruges til brændbare gasrørledninger, bør kugleventiler bruges til andre gasrørledninger.
(3) Hvis dugpunktet for tør trykluft er lavere end -70°C, skal der anvendes OCr18Ni9 rustfrit stålrør (304) med poleret indervæg. Hvis dugpunktet er lavere end -40 ℃, skal der anvendes OCr18Ni9 rustfrit stålrør (304) eller varmgalvaniseret sømløst stålrør. Ventilen skal være en bælgventil eller en kugleventil.
(4) Ventilmaterialet skal være kompatibelt med forbindelsesrørmaterialet.
I henhold til kravene i specifikationer og relevante tekniske foranstaltninger overvejer vi hovedsageligt følgende aspekter, når vi vælger rørledningsmaterialer:
(1) Luftgennemtrængeligheden af rørmaterialer skal være lille. Rør af forskellige materialer har forskellig luftgennemtrængelighed. Hvis der vælges rør med større luftgennemtrængelighed, kan forurening ikke fjernes. Rustfri stålrør og kobberrør er bedre til at forhindre indtrængning og korrosion af ilt i atmosfæren. Men da rustfri stålrør er mindre aktive end kobberrør, er kobberrør mere aktive til at tillade fugt i atmosfæren at trænge ind i deres indre overflader. Derfor, når du vælger rør til gasrørledninger med høj renhed, bør rustfri stålrør være det første valg.
(2) Den indvendige overflade af rørmaterialet er adsorberet og har en lille effekt på at analysere gassen. Efter at det rustfri stålrør er behandlet, vil en vis mængde gas blive tilbageholdt i dets metalgitter. Når gas med høj renhed passerer igennem, vil denne del af gassen komme ind i luftstrømmen og forårsage forurening. Samtidig vil metallet på den indre overflade af røret på grund af adsorption og analyse også producere en vis mængde pulver, hvilket forårsager forurening af gassen med høj renhed. Til rørsystemer med en renhed på over 99,999% eller ppb-niveau, skal der anvendes 00Cr17Ni12Mo2Ti lavkulstof rustfrit stålrør (316L).
(3) Slidstyrken af rustfri stålrør er bedre end kobberrørs, og metalstøv, der genereres af luftstrømserosion, er relativt mindre. Produktionsværksteder med højere krav til renlighed kan bruge 00Cr17Ni12Mo2Ti lavkulstof rustfri stålrør (316L) eller OCr18Ni9 rustfri stålrør (304), kobberrør må ikke anvendes.
(4) For rørsystemer med gasrenhed over 99,999 % eller ppb- eller ppt-niveauer eller i rene rum med luftrenhedsniveauer på N1-N6 specificeret i "Clean Factory Design Code", ultra-rene rør ellerEP ultra-rene rørskal bruges. Rens "rent rør med ultraglat indre overflade".
(5) Nogle af de specielle gasrørledningssystemer, der anvendes i produktionsprocessen, er stærkt ætsende gasser. Rørene i disse rørledningssystemer skal anvende korrosionsbestandige rustfri stålrør som rør. Ellers vil rørene blive beskadiget på grund af korrosion. Hvis der opstår korrosionspletter på overfladen, må der ikke anvendes almindelige sømløse stålrør eller galvaniserede svejste stålrør.
(6) I princippet bør alle gasrørledningsforbindelser svejses. Da svejsning af galvaniserede stålrør vil ødelægge det galvaniserede lag, anvendes galvaniserede stålrør ikke til rør i renrum.
Under hensyntagen til ovenstående faktorer er gasrørledningen og ventilerne valgt i &7&-projektet som følger:
Systemrørene med høj renhed nitrogen (PN2) er lavet af 00Cr17Ni12Mo2Ti lavkulstof rustfri stålrør (316L) med elektropolerede indvendige vægge, og ventilerne er lavet af rustfri stål bælgeventiler af samme materiale.
Nitrogen (N2) systemrørene er lavet af 00Cr17Ni12Mo2Ti lavkulstof rustfri stålrør (316L) med elektropolerede indervægge, og ventilerne er lavet af rustfri stål bælgeventiler af samme materiale.
De højrent hydrogen (PH2) systemrør er lavet af 00Cr17Ni12Mo2Ti lavkulstof rustfri stålrør (316L) med elektropolerede indervægge, og ventilerne er lavet af rustfri stål bælgventiler af samme materiale.
De højrente oxygen (PO2) systemrør er lavet af 00Cr17Ni12Mo2Ti lavkulstof rustfri stålrør (316L) med elektropolerede indervægge, og ventilerne er lavet af rustfri stål bælgeventiler af samme materiale.
Argon (Ar) systemrør er lavet af 00Cr17Ni12Mo2Ti lavkulstof rustfri stålrør (316L) med elektropolerede indvendige vægge, og der anvendes rustfri stål bælgventiler af samme materiale.
Helium (He) systemrørene er lavet af 00Cr17Ni12Mo2Ti lavkulstof rustfri stålrør (316L) med elektropolerede indvendige vægge, og ventilerne er lavet af rustfri stål bælgeventiler af samme materiale.
De rene, tørre trykluft (CDA) systemrør er lavet af OCr18Ni9 rustfri stålrør (304) med polerede indervægge, og ventilerne er lavet af rustfri stål bælgeventiler af samme materiale.
Åndedrætstrykluft (BA) systemrørene er lavet af OCr18Ni9 rustfri stålrør (304) med polerede indervægge, og ventilerne er lavet af rustfrit stål kugleventiler af samme materiale.
Procesvakuum (PV) systemrørene er lavet af UPVC rør, og ventilerne er lavet af vakuum butterfly ventiler lavet af samme materiale.
Rengøringsvakuum (HV) systemrørene er lavet af UPVC rør, og ventilerne er lavet af vakuum butterfly ventiler lavet af samme materiale.
Rørene til det specielle gassystem er alle lavet af 00Cr17Ni12Mo2Ti lavkulstof rustfri stålrør (316L) med elektropolerede indervægge, og ventilerne er lavet af rustfri stål bælgventiler af samme materiale.
3 Konstruktion og installation af rørledninger
3.1 Afsnit 8.3 i "Clean Factory Building Design Code" angiver følgende bestemmelser for rørledningsforbindelser:
(1) Rørforbindelser skal svejses, men varmgalvaniserede stålrør skal være gevind. Tætningsmaterialet for gevindforbindelser skal opfylde kravene i artikel 8.3.3 i denne specifikation
(2) Rustfrit stålrør skal forbindes ved argonbuesvejsning og stumpsvejsning eller muffesvejsning, men gasrørledninger med høj renhed bør forbindes ved stødsvejsning uden mærker på indervæggen.
(3) Forbindelsen mellem rørledninger og udstyr skal overholde udstyrets tilslutningskrav. Ved brug af slangeforbindelser bør der anvendes metalslanger
(4) Forbindelsen mellem rørledninger og ventiler skal overholde følgende regler
① Tætningsmaterialet, der forbinder gasrørledninger og ventiler med høj renhed, skal bruge metalpakninger eller dobbeltrør i overensstemmelse med kravene til produktionsprocessen og gaskarakteristika.
②Tætningsmaterialet ved gevind- eller flangeforbindelsen skal være polytetrafluorethylen.
3.2 I henhold til kravene i specifikationer og relevante tekniske foranstaltninger skal tilslutningen af gasrørledninger med høj renhed svejses så meget som muligt. Direkte stødsvejsning bør undgås under svejsning. Der skal anvendes rørmanchetter eller færdige samlinger. Rørbøsningerne skal være lavet af samme materiale og indvendige overfladeglathed som rørene. niveau, under svejsning, for at forhindre oxidation af svejsedelen, bør ren beskyttelsesgas indføres i svejserøret. Til rustfri stålrør bør der anvendes argonbuesvejsning, og argongas af samme renhed bør indføres i røret. Der skal anvendes gevindforbindelse eller gevindforbindelse. Ved tilslutning af flanger skal der anvendes hylstre til gevindforbindelser. Bortset fra iltrør og brintrør, som skal bruge metalpakninger, bør andre rør bruge polytetrafluorethylenpakninger. Det vil også være effektivt at påføre en lille mængde silikonegummi på pakningerne. Forbedre tætningseffekten. Lignende foranstaltninger bør træffes, når der udføres flangeforbindelser.
Før installationsarbejdet påbegyndes, en detaljeret visuel inspektion af rør,beslag, ventiler mv skal udføres. Den indvendige væg af almindelige rustfri stålrør skal bejdses før montering. Rør, fittings, ventiler osv. i oxygenrørledninger bør strengt forbudt for olie, og bør strengt affedtes i henhold til relevante krav før installation.
Inden systemet installeres og tages i brug, bør transmissions- og distributionsrørledningssystemet renses fuldstændigt med den leverede gas med høj renhed. Dette blæser ikke kun støvpartiklerne væk, der ved et uheld faldt ind i systemet under installationsprocessen, men spiller også en udtørrende rolle i rørledningssystemet og fjerner en del af den fugtholdige gas, der absorberes af rørvæggen og endda rørmaterialet.
4. Pipeline tryktest og accept
(1) Efter at systemet er installeret, skal der udføres 100 % røntgeninspektion af rørene, der transporterer meget giftige væsker i specielle gasrørledninger, og deres kvalitet må ikke være lavere end niveau II. Andre rør skal underkastes røntgenundersøgelse af prøver, og prøvetagningsforholdet må ikke være mindre end 5 %, kvaliteten må ikke være lavere end grad III.
(2) Efter at have bestået den ikke-destruktive inspektion skal der udføres en tryktest. For at sikre tørhed og renhed i rørsystemet må der ikke udføres en hydraulisk tryktest, men der bør anvendes en pneumatisk tryktest. Lufttrykstesten skal udføres med nitrogen eller trykluft, der matcher renrummets renhedsniveau. Prøvetrykket på rørledningen skal være 1,15 gange designtrykket, og prøvetrykket på vakuumrørledningen skal være 0,2 MPa. Under testen skal trykket øges gradvist og langsomt. Når trykket stiger til 50 % af testtrykket, hvis der ikke findes nogen abnormitet eller lækage, fortsættes med at øge trykket trin for trin med 10 % af testtrykket og stabilisere trykket i 3 minutter på hvert niveau indtil testtrykket . Stabiliser trykket i 10 minutter, og reducer derefter trykket til designtrykket. Trykstoptiden skal bestemmes i henhold til behovene for lækagedetektion. Skummidlet er kvalificeret, hvis der ikke er lækage.
(3) Efter at vakuumsystemet har bestået tryktesten, bør det også udføre en 24-timers vakuumgradtest i henhold til designdokumenterne, og tryksætningshastigheden bør ikke være større end 5%.
(4) Lækagetest. For rørledningssystemer af ppb og ppt-kvalitet, i henhold til relevante specifikationer, bør ingen lækage betragtes som kvalificeret, men lækagemængdetesten anvendes under design, det vil sige, lækagemængdetesten udføres efter lufttæthedstesten. Trykket er arbejdstrykket, og trykket standses i 24 timer. Den gennemsnitlige timelækage er mindre end eller lig med 50 ppm som kvalificeret. Beregningen af lækagen er som følger:
A=(1-P2T1/P1T2)*100/T
I formlen:
A-times lækage (%)
P1-Absolut tryk i begyndelsen af testen (Pa)
P2-Absolut tryk ved slutningen af testen (Pa)
T1-absolut temperatur ved begyndelsen af testen (K)
T2-absolut temperatur ved afslutningen af testen (K)
Indlægstid: 12. december 2023