Pabrik Sirkuit Terpadu Skala Sangat Besar Proyek 909 adalah proyek konstruksi besar industri elektronik negara saya selama Rencana Lima Tahun Kesembilan untuk memproduksi chip dengan lebar garis 0,18 mikron dan diameter 200 mm.
Teknologi pembuatan sirkuit terpadu berskala sangat besar tidak hanya melibatkan teknologi presisi tinggi seperti pemesinan mikro, tetapi juga menuntut kemurnian gas yang tinggi.
Pasokan gas curah untuk Proyek 909 disediakan oleh perusahaan patungan antara Praxair Utility Gas Co., Ltd. Amerika Serikat dan pihak terkait di Shanghai untuk bersama-sama mendirikan pabrik produksi gas. Pabrik produksi gas tersebut berdekatan dengan pabrik proyek 909. bangunan yang luasnya kurang lebih 15.000 meter persegi. Persyaratan kemurnian dan keluaran berbagai gas
Nitrogen dengan kemurnian tinggi (PN2), nitrogen (N2), dan oksigen dengan kemurnian tinggi (PO2) dihasilkan melalui pemisahan udara. Hidrogen dengan kemurnian tinggi (PH2) dihasilkan melalui elektrolisis. Argon (Ar) dan helium (He) dibeli secara outsourcing. Gas kuasi dimurnikan dan disaring untuk digunakan dalam Proyek 909. Gas khusus disuplai dalam botol, dan lemari botol gas terletak di bengkel tambahan pabrik produksi sirkuit terpadu.
Gas lainnya juga termasuk sistem CDA udara bertekanan kering bersih, dengan volume penggunaan 4185m3/jam, titik embun tekanan -70°C, dan ukuran partikel tidak lebih dari 0,01um dalam gas pada titik penggunaan. Sistem pernapasan udara terkompresi (BA), volume penggunaan 90m3/jam, titik embun tekanan 2℃, ukuran partikel dalam gas pada titik penggunaan tidak lebih besar dari 0,3um, sistem vakum proses (PV), volume penggunaan 582m3/jam, tingkat vakum pada titik penggunaan -79993Pa. Sistem pembersihan vakum (HV), volume penggunaan 1440m3/jam, tingkat vakum pada titik penggunaan -59995 Pa. Ruang kompresor udara dan ruang pompa vakum keduanya terletak di area pabrik proyek 909.
Pemilihan bahan dan aksesoris pipa
Gas yang digunakan dalam produksi VLSI memiliki persyaratan kebersihan yang sangat tinggi.Pipa gas dengan kemurnian tinggibiasanya digunakan di lingkungan produksi yang bersih, dan pengendalian kebersihannya harus konsisten atau lebih tinggi dari tingkat kebersihan ruangan yang digunakan! Selain itu, jaringan pipa gas dengan kemurnian tinggi sering kali digunakan di lingkungan produksi yang bersih. Hidrogen murni (PH2), oksigen dengan kemurnian tinggi (PO2) dan beberapa gas khusus adalah gas yang mudah terbakar, meledak, menunjang pembakaran, atau beracun. Jika sistem pipa gas dirancang dengan tidak tepat atau pemilihan material yang tidak tepat, kemurnian gas yang digunakan di titik gas tidak hanya akan menurun, tetapi juga akan gagal. Ini memenuhi persyaratan proses, tetapi tidak aman untuk digunakan dan akan menyebabkan polusi pada pabrik bersih, sehingga mempengaruhi keselamatan dan kebersihan pabrik bersih.
Jaminan kualitas gas dengan kemurnian tinggi pada titik penggunaan tidak hanya bergantung pada keakuratan produksi gas, peralatan pemurnian, dan filter, tetapi juga sangat dipengaruhi oleh banyak faktor dalam sistem perpipaan. Jika kita mengandalkan peralatan produksi gas, peralatan pemurnian, dan filter, menerapkan persyaratan presisi yang jauh lebih tinggi untuk mengimbangi desain sistem perpipaan gas atau pemilihan material yang tidak tepat adalah tindakan yang tidak tepat.
Selama proses desain proyek 909, kami mengikuti “Kode Desain Pabrik Bersih” GBJ73-84 (standar saat ini adalah (GB50073-2001)), “Kode Desain Stasiun Udara Terkompresi” GBJ29-90, “Kode untuk Desain Stasiun Oksigen” GB50030-91, “Kode untuk Desain Stasiun Hidrogen dan Oksigen” GB50177-93, dan langkah-langkah teknis yang relevan untuk pemilihan bahan dan aksesori pipa. “Kode Desain Instalasi Bersih” mengatur pemilihan material pipa dan katup sebagai berikut:
(1) Jika kemurnian gas lebih besar atau sama dengan 99,999% dan titik embun lebih rendah dari -76°C, pipa baja tahan karat rendah karbon 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) dengan dinding bagian dalam yang dipoles secara elektro atau pipa baja tahan karat OCr18Ni9 (304) dengan dinding bagian dalam yang dipoles secara elektro harus digunakan. Katup tersebut harus berupa katup diafragma atau katup bellow.
(2) Jika kemurnian gas lebih besar dari atau sama dengan 99,99% dan titik embun lebih rendah dari -60°C, harus digunakan tabung baja tahan karat OCr18Ni9 (304) dengan dinding bagian dalam yang dipoles secara elektro. Kecuali katup bellow yang harus digunakan untuk pipa gas yang mudah terbakar, katup bola harus digunakan untuk pipa gas lainnya.
(3) Jika titik embun udara tekan kering lebih rendah dari -70°C, sebaiknya gunakan pipa baja tahan karat OCr18Ni9 (304) dengan dinding bagian dalam yang dipoles. Jika titik embun lebih rendah dari -40℃, pipa baja tahan karat OCr18Ni9 (304) atau pipa baja mulus galvanis hot-dip harus digunakan. Katup tersebut harus berupa katup bellow atau katup bola.
(4) Bahan katup harus sesuai dengan bahan pipa penghubung.
Sesuai dengan persyaratan spesifikasi dan langkah-langkah teknis yang relevan, kami terutama mempertimbangkan aspek-aspek berikut ketika memilih bahan pipa:
(1) Permeabilitas udara material pipa harus kecil. Pipa dari bahan yang berbeda memiliki permeabilitas udara yang berbeda. Jika pipa dengan permeabilitas udara lebih besar dipilih, polusi tidak dapat dihilangkan. Pipa baja tahan karat dan pipa tembaga lebih baik dalam mencegah penetrasi dan korosi oksigen di atmosfer. Namun, karena pipa baja tahan karat kurang aktif dibandingkan pipa tembaga, pipa tembaga lebih aktif dalam memungkinkan kelembapan di atmosfer menembus ke permukaan bagian dalamnya. Oleh karena itu, ketika memilih pipa untuk pipa gas dengan kemurnian tinggi, pipa baja tahan karat harus menjadi pilihan pertama.
(2) Permukaan bagian dalam bahan pipa teradsorpsi dan memiliki pengaruh kecil dalam analisis gas. Setelah pipa baja tahan karat diproses, sejumlah gas akan tertahan di kisi logamnya. Ketika gas dengan kemurnian tinggi melewatinya, bagian gas tersebut akan masuk ke aliran udara dan menyebabkan polusi. Pada saat yang sama, akibat adsorpsi dan analisis, logam pada permukaan bagian dalam pipa juga akan menghasilkan sejumlah bubuk, sehingga menyebabkan pencemaran pada gas dengan kemurnian tinggi. Untuk sistem perpipaan dengan kemurnian di atas 99,999% atau tingkat ppb, sebaiknya digunakan pipa baja tahan karat rendah karbon 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L).
(3) Ketahanan aus pipa baja tahan karat lebih baik dibandingkan pipa tembaga, dan debu logam yang dihasilkan oleh erosi aliran udara relatif lebih sedikit. Bengkel produksi dengan persyaratan kebersihan yang lebih tinggi dapat menggunakan pipa baja tahan karat rendah karbon 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) atau pipa baja tahan karat OCr18Ni9 (304), pipa tembaga tidak boleh digunakan.
(4) Untuk sistem perpipaan dengan kemurnian gas di atas 99,999% atau tingkat ppb atau ppt, atau di ruangan bersih dengan tingkat kebersihan udara N1-N6 yang ditentukan dalam “Kode Desain Pabrik Bersih”, pipa atauPipa ultra-bersih EPharus digunakan. Bersihkan “tabung bersih dengan permukaan bagian dalam yang sangat halus”.
(5) Beberapa sistem pipa gas khusus yang digunakan dalam proses produksi merupakan gas yang sangat korosif. Pipa-pipa pada sistem perpipaan ini harus menggunakan pipa baja tahan karat yang tahan korosi sebagai pipanya. Jika tidak, pipa akan rusak akibat korosi. Jika titik korosi terjadi pada permukaan, pipa baja seamless biasa atau pipa baja las galvanis tidak boleh digunakan.
(6) Pada prinsipnya, semua sambungan pipa gas harus dilas. Karena pengelasan pipa baja galvanis akan merusak lapisan galvanis, pipa baja galvanis tidak digunakan untuk pipa di ruangan bersih.
Dengan mempertimbangkan faktor-faktor di atas, pipa dan katup pipa gas yang dipilih dalam proyek &7& adalah sebagai berikut:
Pipa sistem nitrogen dengan kemurnian tinggi (PN2) terbuat dari pipa baja tahan karat rendah karbon 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) dengan dinding bagian dalam yang dipoles secara elektro, dan katupnya terbuat dari katup bellow baja tahan karat dari bahan yang sama.
Pipa sistem nitrogen (N2) terbuat dari pipa baja tahan karat rendah karbon 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) dengan dinding bagian dalam yang dipoles secara elektro, dan katupnya terbuat dari katup bellow baja tahan karat dari bahan yang sama.
Pipa sistem hidrogen (PH2) dengan kemurnian tinggi terbuat dari pipa baja tahan karat rendah karbon 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) dengan dinding bagian dalam yang dipoles secara elektro, dan katupnya terbuat dari katup bellow baja tahan karat dari bahan yang sama.
Pipa sistem oksigen dengan kemurnian tinggi (PO2) terbuat dari pipa baja tahan karat rendah karbon 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) dengan dinding bagian dalam yang dipoles secara elektro, dan katupnya terbuat dari katup bellow baja tahan karat dari bahan yang sama.
Pipa sistem Argon (Ar) terbuat dari pipa baja tahan karat rendah karbon 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) dengan dinding bagian dalam yang dipoles secara elektro, dan katup bellow baja tahan karat dari bahan yang sama digunakan.
Pipa sistem helium (He) terbuat dari pipa baja tahan karat rendah karbon 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) dengan dinding bagian dalam yang dipoles secara elektro, dan katupnya terbuat dari katup bellow baja tahan karat dari bahan yang sama.
Pipa sistem udara bertekanan kering bersih (CDA) terbuat dari pipa baja tahan karat OCr18Ni9 (304) dengan dinding bagian dalam yang dipoles, dan katupnya terbuat dari katup bellow baja tahan karat dari bahan yang sama.
Pipa sistem pernapasan udara bertekanan (BA) terbuat dari pipa baja tahan karat OCr18Ni9 (304) dengan dinding bagian dalam yang dipoles, dan katupnya terbuat dari katup bola baja tahan karat dari bahan yang sama.
Pipa sistem vakum proses (PV) terbuat dari pipa UPVC, dan katupnya terbuat dari katup kupu-kupu vakum yang terbuat dari bahan yang sama.
Pipa sistem vakum pembersih (HV) terbuat dari pipa UPVC, dan katupnya terbuat dari katup kupu-kupu vakum yang terbuat dari bahan yang sama.
Pipa-pipa sistem gas khusus semuanya terbuat dari pipa baja tahan karat rendah karbon 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) dengan dinding bagian dalam yang dipoles secara elektro, dan katupnya terbuat dari katup bellow baja tahan karat dari bahan yang sama.
3 Konstruksi dan pemasangan pipa
3.1 Bagian 8.3 dari “Kode Desain Bangunan Pabrik Bersih” menetapkan ketentuan sambungan pipa berikut:
(1) Sambungan pipa harus dilas, tetapi pipa baja galvanis hot-dip harus diulir. Bahan penyekat sambungan berulir harus memenuhi persyaratan Pasal 8.3.3 spesifikasi ini
(2) Pipa baja tahan karat harus disambung dengan las busur argon dan las butt atau las soket, tetapi pipa gas dengan kemurnian tinggi harus disambung dengan las butt tanpa bekas di dinding bagian dalam.
(3) Sambungan antara pipa dan peralatan harus memenuhi persyaratan sambungan peralatan. Saat menggunakan sambungan selang, selang logam harus digunakan
(4) Sambungan antara pipa dan katup harus memenuhi peraturan berikut
① Bahan penyegel yang menghubungkan pipa dan katup gas dengan kemurnian tinggi harus menggunakan gasket logam atau ferrule ganda sesuai dengan persyaratan proses produksi dan karakteristik gas.
②Bahan penyegel pada sambungan berulir atau flensa harus berbahan polytetrafluoroethylene.
3.2 Sesuai dengan persyaratan spesifikasi dan langkah-langkah teknis yang relevan, sambungan pipa gas dengan kemurnian tinggi harus dilas semaksimal mungkin. Pengelasan pantat langsung harus dihindari selama pengelasan. Selongsong pipa atau sambungan jadi harus digunakan. Selongsong pipa harus terbuat dari bahan yang sama dan kehalusan permukaan bagian dalam seperti pipa. tingkat, selama pengelasan, untuk mencegah oksidasi bagian pengelasan, gas pelindung murni harus dimasukkan ke dalam pipa las. Untuk pipa baja tahan karat, pengelasan busur argon harus digunakan, dan gas argon dengan kemurnian yang sama harus dimasukkan ke dalam pipa. Koneksi berulir atau koneksi berulir harus digunakan. Saat menyambung flensa, ferrule harus digunakan untuk sambungan berulir. Kecuali pipa oksigen dan pipa hidrogen yang sebaiknya menggunakan gasket logam, pipa lainnya sebaiknya menggunakan gasket politetrafluoroetilen. Menerapkan sedikit karet silikon pada gasket juga akan efektif. Meningkatkan efek penyegelan. Tindakan serupa harus diambil ketika sambungan flensa dibuat.
Sebelum pekerjaan pemasangan dimulai, inspeksi visual rinci terhadap pipa,perlengkapan, katup, dll. harus dilakukan. Dinding bagian dalam pipa baja tahan karat biasa harus diasamkan sebelum pemasangan. Pipa, alat kelengkapan, katup, dll. dari pipa oksigen harus dilarang keras dari minyak, dan harus dikurangi secara ketat sesuai dengan persyaratan yang relevan sebelum pemasangan.
Sebelum sistem dipasang dan digunakan, sistem pipa transmisi dan distribusi harus dibersihkan seluruhnya dengan gas dengan kemurnian tinggi yang disalurkan. Hal ini tidak hanya menghilangkan partikel debu yang tidak sengaja jatuh ke dalam sistem selama proses pemasangan, tetapi juga berperan mengeringkan sistem perpipaan, menghilangkan sebagian gas yang mengandung uap air yang diserap oleh dinding pipa dan bahkan material pipa.
4. Uji dan penerimaan tekanan pipa
(1) Setelah sistem dipasang, pemeriksaan radiografi 100% pada pipa yang mengangkut cairan sangat beracun dalam pipa gas khusus harus dilakukan, dan kualitasnya tidak boleh lebih rendah dari Tingkat II. Pipa-pipa lain harus menjalani pemeriksaan radiografi pengambilan sampel, dan rasio pemeriksaan pengambilan sampel tidak boleh kurang dari 5%, kualitasnya tidak boleh lebih rendah dari kelas III.
(2) Setelah lulus pemeriksaan tak merusak, harus dilakukan uji tekanan. Untuk memastikan kekeringan dan kebersihan sistem perpipaan, uji tekanan hidrolik tidak boleh dilakukan, namun uji tekanan pneumatik harus digunakan. Uji tekanan udara sebaiknya dilakukan dengan menggunakan nitrogen atau udara bertekanan yang sesuai dengan tingkat kebersihan ruangan bersih. Tekanan uji pipa harus 1,15 kali tekanan desain, dan tekanan uji pipa vakum harus 0,2MPa. Selama pengujian, tekanan harus ditingkatkan secara bertahap dan perlahan. Ketika tekanan naik hingga 50% dari tekanan uji, jika tidak ditemukan kelainan atau kebocoran, terus tingkatkan tekanan selangkah demi selangkah sebesar 10% dari tekanan uji, dan stabilkan tekanan selama 3 menit pada setiap level hingga tekanan uji . Stabilkan tekanan selama 10 menit, lalu turunkan tekanan ke tekanan desain. Waktu penghentian tekanan harus ditentukan sesuai dengan kebutuhan deteksi kebocoran. Bahan pembusa memenuhi syarat jika tidak ada kebocoran.
(3) Setelah sistem vakum lulus uji tekanan, sistem vakum juga harus melakukan uji derajat vakum 24 jam sesuai dengan dokumen desain, dan laju tekanan tidak boleh lebih dari 5%.
(4) Uji kebocoran. Untuk sistem perpipaan kelas ppb dan ppt, sesuai dengan spesifikasi yang relevan, tidak ada kebocoran yang dianggap memenuhi syarat, tetapi uji jumlah kebocoran digunakan selama desain, yaitu uji jumlah kebocoran dilakukan setelah uji kedap udara. Tekanannya adalah tekanan kerja, dan tekanan dihentikan selama 24 jam. Kebocoran rata-rata per jam kurang dari atau sama dengan 50ppm sesuai kualifikasi. Perhitungan kebocorannya adalah sebagai berikut:
A=(1-P2T1/P1T2)*100/T
Dalam rumusnya:
Kebocoran dalam satu jam (%)
P1-Tekanan absolut pada awal pengujian (Pa)
P2-Tekanan absolut di akhir pengujian (Pa)
T1-suhu absolut pada awal pengujian (K)
T2-suhu absolut pada akhir pengujian (K)
Waktu posting: 12 Des-2023