غازات النقاء الإلكترونية عالية الدرجة - (مثل عالية - نقاء النيتروجين ، الأكسجين ، الأرجون ، وما إلى ذلك) هي مواد خام رئيسية في صناديق التصنيع العالية - عادةً ما تكون هناك حاجة إلى الحصول على صناديق تصنيع مثل الموصلات المتكاملة ، ودوائر متكاملة ، ومرواة. تعتبر تقنية فصل الهواء المبردة حاليًا الطريقة السائدة للإنتاج الضخم لغازات النقاء العالية- ، مع مزايا نقاء عالية ، وقدرة إنتاج كبيرة ، واقتصاد جيد. تقدم هذه المقالة بشكل منهجي المبادئ وتدفق العمليات والمعدات الرئيسية وتطبيق تقنية فصل الهواء المبردة في إنتاج غازات النقاء العالية الإلكترونية- ، ويناقش اتجاه التحسين الفني.
مبادئ تكنولوجيا فصل الفضاء المبردة
يتمثل جوهر تقنية فصل الهواء المبردة في استخدام اختلافات نقطة الغليان في المكونات مثل النيتروجين (نقطة الغليان: -195.8 درجة) ، الأكسجين (نقطة الغليان: -183 درجة) ، الأرجون (نقطة الغليان: -185.9 درجة) في الهواء لتحقيق الفصل من خلال برج التقطير تحت بيئة درجة حرارة منخفضة. تشمل الخطوات الرئيسية:
- ضغط الهواء وتنقيته: بعد ضغط الهواء من خلال مراحل متعددة ، تتم إزالة H₂O و CO₂ والهيدروكربونات من خلال الغربال الجزيئي.
- Pre - التبريد والتمويل: يتم تبريد الهواء المضغوط ليقرب من درجة حرارة التقييم (حوالي -170 درجة) من خلال مبادل حراري.
- فصل التقطير: يدخل الهواء المسدود في برج التقطير - (برج الضغط العالي وبرج الضغط المنخفض) ، يتم تخصيب النيتروجين في الجزء العلوي من البرج بسبب انخفاض نقطة الغليان ، ويتم تخصيص الأكسجين والأرجون في الخطوط السفلية والجانبية.
- التنقية والنقل: يتم امتصاص الغاز المنفصل أو تنقيته الحفاز ، ثم يتم نقله إلى نهاية المستخدم بعد الوصول إلى مستوى المستوى الإلكتروني.
المعدات الرئيسية والتحديات الفنية
1. ضاغط الهواء وآلة التوسع
يتم استخدام ضاغطات التدفق المحوري للطرد المركزي أو المحوري ، والتي تتطلب كفاءة عالية وتوفير الطاقة ؛ يتم استخدام الموسع لتوفير قدرة التبريد ويؤثر على كفاءة الطاقة للنظام.
2. نظام تنقية الغربال الجزيئي
من الضروري أن تمتص H₂o و CO₂ و THC بكفاءة لتجنب الجليد وحظر المعدات في درجات حرارة منخفضة.
3. برج التقطير
استخدم أبراج التعبئة أو الفحص العادية الفعالة لتحسين كفاءة نقل الكتلة السائلة - والتأكد من أن نقاء النيتروجين أكبر من أو يساوي 99.9995 ٪.
4. مبادل حرارة منخفضة درجة الحرارة
لوحة الألومنيوم - زعنفة المبادل الحراري (PFHE) هي التيار الرئيسي ومن الضروري تجنب انسداد القناة وتلف الإجهاد الحراري.
عملية تنقية الدرجة الإلكترونية عالية -
- لا يزال الغاز بعد فصل الهواء المبرد يحتاج إلى مزيد من التنقية لتلبية متطلبات صناعة أشباه الموصلات:
- تنقية الامتزاز: شوائب التتبع اللاصقة باستخدام غربال جزيئي أو مواد كربونية أو إطار عمل معدني (MOF) المنشط (MOF).
- تنقية الحفاز: تتم إزالة H₂ بواسطة محفز البلاديوم ويتم إزالة O₂ بواسطة محفز النحاس.
- مساعدة فصل الغشاء: تستخدم بعض المشاهد تقنية فصل الغشاء إلى قبل- تركز المكونات المستهدفة.
اتجاهات التنمية المستقبلية
1. التحكم الذكي: أدخل خوارزميات AI لتحسين معلمات التشغيل لأبراج التقطير لتحسين كفاءة الطاقة.
2. مواد امتصاص جديدة: مثل MOFs والحرارة الجزيئية الكربونية لتحسين انتقائية امتصاص الشوائب.
3. العملية الخضراء: تطوير تقنية المبرد المنخفضة- GWP وتكنولوجيا استرداد حرارة النفايات لتقليل انبعاثات الكربون.
تقنية فصل الهواء المبردة هي العملية الأساسية لإنتاج غازات النقاء العالية من الدرجة الإلكترونية-. تؤثر كفاءة الفصل وتنقية بشكل مباشر على جودة وتكلفة تصنيع أشباه الموصلات. في المستقبل ، نحتاج إلى زيادة تحسين نقاء وكفاءة الطاقة من خلال الابتكار المادي ، وتحسين العملية والترقيات الذكية لتلبية احتياجات صناعة الإلكترونيات المرتفعة-.
