光亨流体浅析高纯气供气系统的重要组成部分

高纯气配管技术是高纯气供气系统的重要组成部分，也是能否将符合要求的高纯气送到用气点，并保证质量合格的关键技术；所谓高纯气配管技术，包括系统的正确设计、管件和附件的选择、施工安装和试验检测等。目前，以大规模集成电路为代表的微电子产品的生产，对高纯气体纯度和杂质含量的要求越来越高，使得高纯气体管道技术越来越受到人们的关注和重视。下面就高纯气体传送从选材到施工，验收，日常管理等方面做一个简单概述。

普通气体种类

电子业中常见气体的分类

一般气体(Bulkgas)，又称大宗气体，如氢(H2)、氮(N2)、氧(O2)、氩(A2)等；

特殊气体(特殊气体)主要有：SiH4PH3B2H6A8H3CLHCLCF4NH3POCL3SIH2CL2SIHCL3NH3BCL3SIF4CLF3COC2F6N2OF2HBRSF6等；

特种气体的种类一般可分为：腐蚀性、毒性、易燃、助燃、惰性等。半导体气体一般常用的种类如下：

1.腐蚀性/毒性：HCl,BF3,WF6,HBr,SiH2Cl2,NH3,PH3,Cl2,BCl3…等；

2.可燃性：H2,CH4,SiH4,PH3,AsH3,SiH2Cl2,B2H6,CH2F2,CH3F,CO…等；

③，助燃性能：氧气，氢气，N2O,NF3等。

④，惰性：N2,CF4,C2F6,C4F8,SF6,CO2,Ne,Kr,He…等；

许多半导体气体对人体有害。尤其是其中一些气体，如SiH4的自燃，只要一有泄漏，就会与空气中的氧气发生剧烈反应，开始燃烧；还有AsH3的毒性，任何微小的泄漏都会导致生命危险，这也是由于这些明显的危险，因此对系统设计的安全性要求尤其高。

天然气的使用范围

气态产品是现代工业的重要基础原料，其应用范围非常广泛，在冶金、钢、石油、化工、机械、电子、玻璃、陶瓷、建材、建筑、食品加工、医疗等行业中，经常使用到大量的普通气体或特殊气体。天然气的应用，尤其是高新技术在这些领域的应用具有重要的意义，是其不可或缺的原料气或过程气。同时，由于各种新兴行业的需求和现代科技的推动，气体工业产品在品种、质量和数量上也有了长足的发展。

气态应用于微电子、半导体工业。

在半导体制程中，气体的使用一直起着重要作用，尤其是半导体制程目前已被广泛应用于各种工业领域，从传统的ULSI、TFT-LCD到现在的微机电(MEMS)工业领域，均以所谓的半导体制程作为产品的生产过程，其中的生产过程包括干蚀刻、氧化、离子布植、薄膜沉积等，都要使用大量的气体，而气体的纯度对组件性能、产品良率有决定性的影响，而气体供应的安全性关系到工人的健康和工厂操作的安全。

输气管道传送高纯气体的意义。

炼钢不锈钢制材时，大约每吨能吸收200g的气体。钢丝经过加工后，不仅表面粘有各种污染物，而且在钢丝的金属格子内还吸附着一定数量的气体。这部分被金属吸收留下的气体，在管道中有空气流经时，又重新进入气流，污染了纯气体。在管道内气流为间断性流动时，管子对所通过的气体形成压力，气流停止通过时，管子对所吸附的气体形成稳压解析，解析的气体也作为杂质进入管子内纯净气体。与此同时，由于吸附性、解析性等原因，使管内表面金属产生一定的粉末，这种金属尘粒同样会污染管内的纯净气体。管道的这种特性是非常重要的，为了保证所传送气体的纯净度，不仅要求管道内表面有极高的光滑度，而且还要求其具有高的耐磨性。

对于具有较强腐蚀性的气体，一定选择耐腐蚀的不锈钢管材作配管，否则，管会因腐蚀在其表面产生腐蚀斑，严重时会出现大面积的金属剥离甚至穿孔，从而污染输配的纯净气体。

高纯、高洁净、大流量气体传送管道的连接，原则上都是焊接工艺的，所要求的管子，在施焊时组织不会改变。含碳量过高的材料在焊接工艺时，受焊接工艺部位透气性的影响，使管子内部和管外的气体互相渗透，破坏了传送气体的纯净度、干燥度和洁净度，使我们所有的努力都失去意义。

总之，对于高纯气体和特殊气体传送管道，一定采用特殊处理的高纯不锈钢管，以使高纯气体传送系统(包括管道、管件、阀门、VMB、VMP)成为高纯气体传送的关键任务。

输配管净化技术的一般概念

高纯净、洁净的气体传送配管，是指对气体传送“三度”有一定要求或控制。气纯度：杂质气氛在气体中的含量，通常以气纯度百分之99.9999%表示，杂质气氛含量的体积比值ppm,ppb,ppt表示；

干性：气体中的痕量水分，或称为湿量，通常用露点来表示，露点-70℃通常被压扁。

纯净度：指气体中含有污染物颗粒的数量，颗粒的粒径为μm，用多少粒/M3来表示，对于压缩空气来说，通常也用不可避免的固体残留物的mg/m3来表示，它包含了含油物质。

高纯供气系统传送原则。

全部高纯度、高清洁度的气体都需要通过管道输送到设备用点(POU)，为了达到工艺要求的气体质量，在有一定气体出口指标的情况下，更需要重视配管系统的选材和施工质量。除了依赖于制气或净化设备的度外，还受到管道系统诸多因素的影响，因此，管道的选择应遵循相关行业的原则，并在图纸中说明管道的材质。

管道材料的选择取决于使用的需要，若用于制程的反应气体，则选用316LEP高质量的管子，经电解抛光处理，耐腐蚀，表面粗糙度低，Rmax(maximumpeaktovalleyheight)在大约0.3μm以下，而Rmax(maximumpeaktovalleyheight)在经过光辉烧结处理的316LBA管中，其值远低于0.8μm，因为平整度越高，越不易形成微涡流，从而使污染颗粒被带出。在316LBA管中，通常用来与芯片接触而不参与制程反应的气体，例如GN2,CDA。管道内部表面粗糙度是管道质量的重要指标。粗糙度越低，颗粒的携带能力就越低。另外一个未经特别处理的AP管(Annealing&Picking)，被用在两个不用作供气管道的套外管上。

当前国内洁净管路可参照的标准较少，一般我们除参考《洁净厂房设计规范》《氢气站设计规范》《氢氧站设计规范》《压缩空气设计规范》等行业技术和工业技术规范外，选用本行业常用的材料和配料。