Фабриката за многу големи интегрирани кола на проектот 909 е голем градежен проект на електронската индустрија во мојата земја за време на Деветтиот петгодишен план за производство на чипови со ширина на линијата од 0,18 микрони и дијаметар од 200 mm.
Технологијата на производство на многу големи интегрирани кола не само што вклучува високопрецизни технологии како што е микромашинската обработка, туку поставува и високи барања за чистотата на гасот.
Снабдувањето со гас на големо за Проектот 909 е обезбедено од заедничко вложување помеѓу „Праксаир Јутилити Гас Ко., Лтд.“ од Соединетите Американски Држави и релевантните страни во Шангај за заедничко воспоставување на постројка за производство на гас. Постројката за производство на гас се наоѓа веднаш до зградата на фабриката за проектот 909 и зафаќа површина од приближно 15.000 квадратни метри. Чистотата и барањата за производство на различни гасови
Високочистотиниот азот (PN2), азот (N2) и високочистотиниот кислород (PO2) се произведуваат со сепарација на воздухот. Високочистотиниот водород (PH2) се произведува со електролиза. Аргонот (Ar) и хелиумот (He) се купуваат надворешно. Квазигасот се прочистува и филтрира за употреба во Проектот 909. Специјалниот гас се испорачува во боци, а кабинетот со боци за гас се наоѓа во помошната работилница на фабриката за производство на интегрирани кола.
Други гасови вклучуваат и систем за чист сув компримиран воздух CDA, со волумен на употреба од 4185m3/h, точка на кондензација под притисок од -70°C и големина на честички не поголема од 0,01um во гасот на местото на употреба. Систем за дишење компримиран воздух (BA), волумен на употреба 90m3/h, точка на кондензација под притисок 2℃, големина на честички во гасот на местото на употреба не е поголема од 0,3um, систем за процесен вакуум (PV), волумен на употреба 582m3/h, степен на вакуум на местото на употреба -79993Pa. Систем за чистење со вакуум (HV), волумен на употреба 1440m3/h, степен на вакуум на местото на употреба -59995 Pa. Просторијата за компресор на воздух и просторијата за вакуумски пумпи се наоѓаат во фабричката зона на проектот 909.
Избор на материјали за цевки и додатоци
Гасот што се користи во производството на VLSI има исклучително високи барања за чистота.Високочист гасоводиобично се користат во чисти производствени средини, а нивната контрола на чистотата треба да биде конзистентна или повисока од нивото на чистота на просторот што се користи! Покрај тоа, гасоводите со висока чистота често се користат во чисти производствени средини. Чистиот водород (PH2), кислородот со висока чистота (PO2) и некои специјални гасови се запаливи, експлозивни, гасови што го поддржуваат согорувањето или се токсични. Ако системот на гасоводи е неправилно дизајниран или материјалите се неправилно избрани, не само што чистотата на гасот што се користи на гасната точка ќе се намали, туку и ќе откаже. Ги исполнува барањата за процесот, но е небезбеден за употреба и ќе предизвика загадување на чистата фабрика, што влијае на безбедноста и чистотата на чистата фабрика.
Гаранцијата за квалитетот на гасот со висока чистота на местото на употреба не зависи само од точноста на производството на гас, опремата за прочистување и филтрите, туку е во голема мера под влијание и на многу фактори во цевководниот систем. Ако се потпираме на опрема за производство на гас, опрема за прочистување и филтри, едноставно е неточно да се наметнуваат барања за бесконечно поголема прецизност за да се компензира неправилниот дизајн на системот за гасоводи или изборот на материјал.
За време на процесот на дизајнирање на проектот 909, се придржувавме до „Кодот за дизајнирање на чисти постројки“ GBJ73-84 (тековниот стандард е (GB50073-2001)), „Кодот за дизајнирање на станици со компримиран воздух“ GBJ29-90, „Кодот за дизајнирање на станици со кислород“ GB50030-91, „Кодот за дизајнирање на станици со водород и кислород“ GB50177-93, како и до релевантните технички мерки за избор на материјали и додатоци за цевководите. „Кодот за дизајнирање на чисти постројки“ го пропишува изборот на материјали и вентили за цевководите на следниов начин:
(1) Доколку чистотата на гасот е поголема или еднаква на 99,999%, а точката на кондензација е пониска од -76°C, треба да се користи цевка од нерѓосувачки челик со ниска содржина на јаглерод 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) со електрополиран внатрешен ѕид или цевка од нерѓосувачки челик OCr18Ni9 (304) со електрополиран внатрешен ѕид. Вентилот треба да биде мембрански вентил или вентил со мех.
(2) Доколку чистотата на гасот е поголема или еднаква на 99,99%, а точката на кондензација е пониска од -60°C, треба да се користи цевка од не'рѓосувачки челик OCr18Ni9 (304) со електрополиран внатрешен ѕид. Освен вентилите со мех што треба да се користат за цевководи за запалив гас, за други гасоводи треба да се користат топчести вентили.
(3) Ако точката на кондензација на сув компримиран воздух е пониска од -70°C, треба да се користи цевка од не'рѓосувачки челик OCr18Ni9 (304) со полиран внатрешен ѕид. Ако точката на кондензација е пониска од -40℃, треба да се користи цевка од не'рѓосувачки челик OCr18Ni9 (304) или топло поцинкувана безшевна челична цевка. Вентилот треба да биде меховски вентил или топчест вентил.
(4) Материјалот на вентилот треба да биде компатибилен со материјалот на цевката за поврзување.
Според барањата на спецификациите и релевантните технички мерки, при изборот на материјали за цевководи, главно ги земаме предвид следниве аспекти:
(1) Воздухопропустливоста на материјалите за цевки треба да биде мала. Цевките од различни материјали имаат различна воздушна пропустливост. Ако се изберат цевки со поголема воздушна пропустливост, загадувањето не може да се отстрани. Цевките од не'рѓосувачки челик и бакарните цевки се подобри во спречувањето на пенетрација и корозија на кислород во атмосферата. Меѓутоа, бидејќи цевките од не'рѓосувачки челик се помалку активни од бакарните цевки, бакарните цевки се поактивни во дозволувањето влагата од атмосферата да навлезе во нивните внатрешни површини. Затоа, при избор на цевки за гасоводи со висока чистота, цевките од не'рѓосувачки челик треба да бидат првиот избор.
(2) Внатрешната површина на материјалот од цевката е адсорбирана и има мал ефект врз анализата на гасот. Откако цевката од не'рѓосувачки челик ќе се обработи, одредена количина гас ќе се задржи во нејзината метална решетка. Кога гас со висока чистота ќе помине низ неа, овој дел од гасот ќе влезе во протокот на воздух и ќе предизвика загадување. Во исто време, поради адсорпцијата и анализата, металот на внатрешната површина на цевката, исто така, ќе произведе одредена количина на прав, предизвикувајќи загадување на гасот со висока чистота. За цевководни системи со чистота над 99,999% или ниво на ppb, треба да се користи цевка од не'рѓосувачки челик со ниска содржина на јаглерод 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L).
(3) Отпорноста на абење на цевките од не'рѓосувачки челик е подобра од онаа на бакарните цевки, а металната прашина генерирана од ерозијата предизвикана од протокот на воздух е релативно помала. Производствените работилници со повисоки барања за чистота можат да користат цевки од не'рѓосувачки челик со ниска содржина на јаглерод 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) или цевки од не'рѓосувачки челик OCr18Ni9 (304), бакарни цевки не смеат да се користат.
(4) За цевководни системи со чистота на гас над 99,999% или нивоа на ppb или ppt, или во чисти простории со нивоа на чистота на воздухот N1-N6 наведени во „Кодексот за дизајн на чиста фабрика“, ултра-чисти цевки илиEP ултра чисти цевкитреба да се користи. Исчистете „чиста цевка со ултра мазна внатрешна површина“.
(5) Некои од специјалните системи на гасоводи што се користат во процесот на производство се високо корозивни гасови. Цевките во овие системи на гасоводи мора да користат цевки од не'рѓосувачки челик отпорни на корозија. Во спротивно, цевките ќе се оштетат поради корозија. Доколку на површината се појават дамки од корозија, не треба да се користат обични безшевни челични цевки или поцинкувани заварени челични цевки.
(6) Во принцип, сите приклучоци на гасоводот треба да бидат заварени. Бидејќи заварувањето на поцинкувани челични цевки ќе го уништи поцинкуваниот слој, поцинкуваните челични цевки не се користат за цевки во чисти простории.
Земајќи ги предвид горенаведените фактори, цевките и вентилите за гасоводот избрани во проектот &7& се следниве:
Цевките за систем со висок чист азот (PN2) се направени од цевки од нерѓосувачки челик со ниска содржина на јаглерод 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) со електрополирани внатрешни ѕидови, а вентилите се направени од вентили со мев од нерѓосувачки челик од истиот материјал.
Цевките на системот со азот (N2) се направени од цевки од нерѓосувачки челик со ниска содржина на јаглерод 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) со електрополирани внатрешни ѕидови, а вентилите се направени од вентили со мев од нерѓосувачки челик од истиот материјал.
Цевките на системот со висок водород (PH2) со висока чистота се направени од цевки од нерѓосувачки челик со ниска содржина на јаглерод 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) со електрополирани внатрешни ѕидови, а вентилите се направени од вентили со мев од нерѓосувачки челик од истиот материјал.
Цевките на системот со висок степен на чистота на кислород (PO2) се направени од цевки од нерѓосувачки челик со ниска содржина на јаглерод 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) со електрополирани внатрешни ѕидови, а вентилите се направени од вентили со мех од нерѓосувачки челик од истиот материјал.
Цевките од системот Аргон (Ar) се изработени од цевки од нерѓосувачки челик со ниска содржина на јаглерод 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) со електрополирани внатрешни ѕидови, а се користат и вентили од нерѓосувачки челик со мех од истиот материјал.
Цевките на системот од хелиум (He) се направени од цевки од нерѓосувачки челик со ниска содржина на јаглерод 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) со електрополирани внатрешни ѕидови, а вентилите се направени од вентили со мех од нерѓосувачки челик од истиот материјал.
Цевките на системот за чист сув компримиран воздух (CDA) се направени од цевки од не'рѓосувачки челик OCr18Ni9 (304) со полирани внатрешни ѕидови, а вентилите се направени од вентили со мех од не'рѓосувачки челик од истиот материјал.
Цевките на системот за дишење со компримиран воздух (BA) се направени од цевки од не'рѓосувачки челик OCr18Ni9 (304) со полирани внатрешни ѕидови, а вентилите се направени од топчести вентили од не'рѓосувачки челик од истиот материјал.
Цевките на процесниот вакуумски (PV) систем се направени од UPVC цевки, а вентилите се направени од вакуумски вентили-пеперутки направени од истиот материјал.
Цевките на системот за вакуумско чистење (HV) се направени од UPVC цевки, а вентилите се направени од вакуумски вентили-пеперутки направени од истиот материјал.
Цевките на специјалниот гасен систем се направени од цевки од нерѓосувачки челик со ниска содржина на јаглерод 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) со електрополирани внатрешни ѕидови, а вентилите се направени од вентили со мев од нерѓосувачки челик од истиот материјал.
3 Изградба и инсталација на цевководи
3.1 Член 8.3 од „Кодексот за проектирање на чисти фабрички згради“ ги пропишува следните одредби за приклучоци на цевководи:
(1) Спојките на цевките треба да бидат заварени, но топло поцинкуваните челични цевки треба да бидат навојни. Материјалот за заптивање на навојните споеви треба да ги исполнува барањата од член 8.3.3 од оваа спецификација.
(2) Цевките од не'рѓосувачки челик треба да се поврзат со аргонско лачно заварување и челно заварување или заварување со штекер, но гасоводите со висока чистота треба да се поврзат со челно заварување без ознаки на внатрешниот ѕид.
(3) Поврзувањето помеѓу цевководите и опремата треба да биде во согласност со барањата за поврзување на опремата. При користење на приклучоци за црева, треба да се користат метални црева.
(4) Поврзувањето помеѓу цевководи и вентили треба да биде во согласност со следните прописи
① Материјалот за заптивање што ги поврзува гасоводите со висока чистота и вентилите треба да користи метални дихтунзи или двојни обрачи во согласност со барањата на производствениот процес и карактеристиките на гасот.
② Материјалот за заптивање на навојната или прирабничката врска треба да биде политетрафлуороетилен.
3.2 Според барањата на спецификациите и релевантните технички мерки, поврзувањето на гасоводи со висока чистота треба да се заварува колку што е можно повеќе. Треба да се избегнува директно челно заварување за време на заварувањето. Треба да се користат ракави за цевки или завршени споеви. Ракавите за цевки треба да бидат направени од ист материјал и мазна внатрешна површина како цевките. За време на заварувањето, за да се спречи оксидација на заварувачкиот дел, треба да се внесе чист заштитен гас во цевката за заварување. За цевки од не'рѓосувачки челик, треба да се користи аргонско заварување со лак, а во цевката треба да се внесе аргонски гас со иста чистота. Мора да се користи навојна врска или навојна врска. При поврзување на прирабници, треба да се користат обрачи за навојни врски. Освен за кислородни цевки и водородни цевки, кои треба да користат метални дихтунзи, другите цевки треба да користат политетрафлуороетиленски дихтунзи. Нанесувањето мала количина силиконска гума на дихтунзите исто така ќе биде ефикасно. За да се подобри ефектот на запечатување. Слични мерки треба да се преземат кога се прават прирабнички врски.
Пред да започне инсталацијата, се врши детална визуелна инспекција на цевките,фитинзи, вентили итн. мора да се извршат. Внатрешниот ѕид на обичните цевки од не'рѓосувачки челик треба да се маринира пред инсталацијата. Цевките, фитинзите, вентилите итн. на кислородните цевководи треба строго да се забранат со масло и треба строго да се одмастуваат според релевантните барања пред инсталацијата.
Пред да се инсталира системот и да се пушти во употреба, преносниот и дистрибутивниот цевководен систем треба целосно да се прочисти со испорачаниот гас со висока чистота. Ова не само што ги отстранува честичките прашина што случајно паднале во системот за време на процесот на инсталација, туку игра и улога на сушење во цевководниот систем, отстранувајќи дел од гасот што содржи влага апсорбиран од ѕидот на цевката, па дури и од материјалот на цевката.
4. Тестирање и прифаќање на притисокот на цевководот
(1) По инсталирањето на системот, треба да се изврши 100% радиографски преглед на цевките што транспортираат високо токсични течности во специјални гасоводи, а нивниот квалитет не смее да биде понизок од Ниво II. Другите цевки треба да бидат предмет на радиографски преглед на земање примероци, а односот на преглед на примероци не смее да биде помал од 5%, квалитетот не смее да биде понизок од степен III.
(2) По положувањето на недеструктивната инспекција, треба да се изврши тест на притисок. За да се обезбеди сувост и чистота на цевководниот систем, не смее да се врши тест на хидрауличен притисок, туку треба да се користи пневматски тест на притисок. Тестот за воздушен притисок треба да се изврши со употреба на азот или компримиран воздух што одговара на нивото на чистота на чистата просторија. Тест притисокот на цевководот треба да биде 1,15 пати поголем од проектираниот притисок, а тест притисокот на вакуумскиот цевковод треба да биде 0,2 MPa. За време на тестот, притисокот треба постепено и полека да се зголемува. Кога притисокот ќе се искачи на 50% од тест притисокот, доколку не се открие абнормалност или истекување, продолжете да го зголемувате притисокот чекор по чекор за 10% од тест притисокот и стабилизирајте го притисокот 3 минути на секое ниво додека не се достигне тест притисокот. Стабилизирајте го притисокот 10 минути, а потоа намалете го притисокот на проектираниот притисок. Времето на запирање на притисокот треба да се одреди според потребите за откривање на истекување. Средството за пенење е квалификувано ако нема истекување.
(3) Откако вакуумскиот систем ќе го помине тестот за притисок, треба да спроведе и 24-часовен тест за степен на вакуум според проектната документација, а стапката на притисок не треба да биде поголема од 5%.
(4) Тест за истекување. За цевководни системи со PPB и PPT квалитет, според релевантните спецификации, ниедно истекување не треба да се смета за квалификувано, но тестот за количина на истекување се користи за време на дизајнирањето, односно тестот за количина на истекување се изведува по тестот за затегнатост на воздух. Притисокот е работен притисок, а притисокот се запира 24 часа. Просечното часовно истекување е помало или еднакво на 50 ppm како квалификувано. Пресметката на истекување е како што следува:
A=(1-P2T1/P1T2)*100/T
Во формулата:
Протекување од еден час (%)
P1 - Апсолутен притисок на почетокот на тестот (Pa)
P2 - Апсолутен притисок на крајот од тестот (Pa)
T1 - апсолутна температура на почетокот на тестот (K)
T2 - апсолутна температура на крајот од тестот (K)
Време на објавување: 12 декември 2023 година