Proyek Pabrik Sirkuit Terpadu Skala Sangat Besar 909 merupakan proyek konstruksi utama industri elektronik negara saya selama Rencana Lima Tahun Kesembilan untuk memproduksi chip dengan lebar garis 0,18 mikron dan diameter 200 mm.
Teknologi manufaktur sirkuit terpadu berskala sangat besar tidak hanya melibatkan teknologi presisi tinggi seperti pemesinan mikro, tetapi juga menempatkan persyaratan tinggi pada kemurnian gas.
Pasokan gas massal untuk Proyek 909 disediakan oleh perusahaan patungan antara Praxair Utility Gas Co., Ltd. dari Amerika Serikat dan pihak-pihak terkait di Shanghai untuk bersama-sama mendirikan pabrik produksi gas. Pabrik produksi gas berdekatan dengan gedung pabrik proyek 909, meliputi area seluas sekitar 15.000 meter persegi. Kemurnian dan persyaratan keluaran berbagai gas
Nitrogen (PN2), nitrogen (N2), dan oksigen (PO2) dengan kemurnian tinggi diproduksi melalui pemisahan udara. Hidrogen (PH2) dengan kemurnian tinggi diproduksi melalui elektrolisis. Argon (Ar) dan helium (He) dibeli dari pihak luar. Kuasi-gas dimurnikan dan disaring untuk digunakan dalam Proyek 909. Gas khusus dipasok dalam botol, dan lemari tabung gas terletak di bengkel tambahan pabrik produksi sirkuit terpadu.
Gas lainnya juga mencakup sistem CDA udara terkompresi kering dan bersih, dengan volume penggunaan 4185m3/jam, titik embun bertekanan -70°C, dan ukuran partikel tidak lebih dari 0,01um dalam gas pada titik penggunaan. Sistem udara terkompresi pernapasan (BA), volume penggunaan 90m3/jam, titik embun bertekanan 2℃, ukuran partikel dalam gas pada titik penggunaan tidak lebih besar dari 0,3um, sistem vakum proses (PV), volume penggunaan 582m3/jam, derajat vakum pada titik penggunaan -79993Pa. Sistem vakum pembersihan (HV), volume penggunaan 1440m3/jam, derajat vakum pada titik penggunaan -59995 Pa. Ruang kompresor udara dan ruang pompa vakum keduanya terletak di area pabrik proyek 909.
Pemilihan bahan pipa dan aksesoris
Gas yang digunakan dalam produksi VLSI memiliki persyaratan kebersihan yang sangat tinggi.Pipa gas dengan kemurnian tinggibiasanya digunakan dalam lingkungan produksi bersih, dan kontrol kebersihannya harus konsisten dengan atau lebih tinggi dari tingkat kebersihan ruang yang digunakan! Selain itu, pipa gas dengan kemurnian tinggi sering digunakan dalam lingkungan produksi bersih. Hidrogen murni (PH2), oksigen dengan kemurnian tinggi (PO2) dan beberapa gas khusus adalah gas yang mudah terbakar, meledak, mendukung pembakaran atau beracun. Jika sistem pipa gas dirancang dengan tidak tepat atau bahannya dipilih dengan tidak tepat, tidak hanya kemurnian gas yang digunakan pada titik gas akan berkurang, tetapi juga akan gagal. Memenuhi persyaratan proses, tetapi tidak aman untuk digunakan dan akan menyebabkan polusi pada pabrik bersih, yang memengaruhi keselamatan dan kebersihan pabrik bersih.
Jaminan kualitas gas dengan kemurnian tinggi di 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, tidaklah tepat untuk memaksakan persyaratan presisi yang jauh lebih tinggi untuk mengimbangi desain sistem perpipaan gas atau pemilihan material yang tidak tepat.
Selama proses perancangan proyek 909, kami mengikuti “Kode untuk Perancangan Pabrik Bersih” GBJ73-84 (standar saat ini adalah (GB50073-2001)), “Kode untuk Perancangan Stasiun Udara Terkompresi” GBJ29-90, “Kode untuk Perancangan Stasiun Oksigen” GB50030-91, “Kode untuk Perancangan Stasiun Hidrogen dan Oksigen” GB50177-93, dan langkah-langkah teknis yang relevan untuk pemilihan material dan aksesori pipa. “Kode untuk Perancangan Pabrik Bersih” menetapkan pemilihan material dan katup pipa 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 karbon rendah 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 harus berupa katup diafragma atau katup bellow.
(2) Jika kemurnian gas lebih besar atau sama dengan 99,99% dan titik embun lebih rendah dari -60°C, sebaiknya gunakan tabung baja tahan karat OCr18Ni9 (304) dengan dinding bagian dalam yang dipoles secara elektro. Kecuali untuk katup bellow yang harus digunakan untuk pipa gas yang mudah terbakar, katup bola harus digunakan untuk pipa gas lainnya.
(3) Jika titik embun udara kering terkompresi lebih rendah dari -70°C, pipa baja tahan karat OCr18Ni9 (304) dengan dinding bagian dalam yang dipoles harus digunakan. Jika titik embun lebih rendah dari -40℃, pipa baja tahan karat OCr18Ni9 (304) atau pipa baja tanpa sambungan galvanis celup panas harus digunakan. Katup harus berupa katup bellow atau katup bola.
(4) Bahan katup harus kompatibel dengan bahan pipa penghubung.
Berdasarkan persyaratan spesifikasi dan langkah-langkah teknis yang relevan, kami terutama mempertimbangkan aspek-aspek berikut ketika memilih bahan pipa:
(1) Permeabilitas udara dari bahan pipa harus kecil. Pipa dari bahan yang berbeda memiliki permeabilitas udara yang berbeda. Jika pipa dengan permeabilitas udara yang 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 daripada pipa tembaga, pipa tembaga lebih aktif dalam memungkinkan uap air di atmosfer menembus ke permukaan 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 material pipa diserap dan memiliki efek kecil pada analisis gas. Setelah pipa baja tahan karat diproses, sejumlah gas akan tertahan dalam kisi logamnya. Saat gas dengan kemurnian tinggi melewatinya, bagian gas ini akan memasuki aliran udara dan menyebabkan polusi. Pada saat yang sama, karena penyerapan dan analisis, logam pada permukaan bagian dalam pipa juga akan menghasilkan sejumlah bubuk, yang menyebabkan polusi pada gas dengan kemurnian tinggi. Untuk sistem perpipaan dengan kemurnian di atas 99,999% atau level ppb, pipa baja tahan karat karbon rendah 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) harus digunakan.
(3) Ketahanan aus pipa baja tahan karat lebih baik daripada 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 karbon rendah 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 ultra-bersih atauPipa EP ultra-bersihharus digunakan. Bersihkan “tabung bersih dengan permukaan bagian dalam yang sangat halus”.
(5) Beberapa sistem pipa gas khusus yang digunakan dalam proses produksi adalah gas yang sangat korosif. Pipa dalam sistem pipa ini harus menggunakan pipa baja tahan karat yang tahan korosi. Jika tidak, pipa akan rusak karena korosi. Jika terjadi bintik-bintik korosi di permukaan, pipa baja tanpa sambungan 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 ruang bersih.
Dengan mempertimbangkan faktor-faktor di atas, pipa dan katup pipa gas yang dipilih dalam proyek &7& adalah sebagai berikut:
Pipa sistem nitrogen kemurnian tinggi (PN2) terbuat dari pipa baja tahan karat karbon rendah 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) dengan dinding bagian dalam yang dipoles secara elektro, dan katupnya terbuat dari katup bellow baja tahan karat dengan bahan yang sama.
Pipa sistem nitrogen (N2) terbuat dari pipa baja tahan karat karbon rendah 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) dengan dinding bagian dalam yang dipoles secara elektro, dan katupnya terbuat dari katup bellow baja tahan karat dengan bahan yang sama.
Pipa sistem hidrogen kemurnian tinggi (PH2) 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 dengan bahan yang sama.
Pipa sistem oksigen (PO2) 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 dengan bahan yang sama.
Pipa sistem Argon (Ar) terbuat dari pipa baja tahan karat karbon rendah 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 karbon rendah 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) dengan dinding bagian dalam yang dipoles secara elektro, dan katupnya terbuat dari katup bellow baja tahan karat dengan bahan yang sama.
Pipa sistem udara terkompresi 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 dengan bahan yang sama.
Pipa sistem udara tekan pernapasan (BA) terbuat dari pipa baja tahan karat OCr18Ni9 (304) dengan dinding bagian dalam yang dipoles, dan katupnya terbuat dari katup bola baja tahan karat dengan bahan yang sama.
Pipa sistem proses vakum (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 sistem gas khusus semuanya terbuat dari pipa baja tahan karat karbon rendah 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) dengan dinding bagian dalam yang dipoles secara elektro, dan katupnya terbuat dari katup bellow baja tahan karat dengan bahan yang sama.
3 Konstruksi dan pemasangan pipa
3.1 Bagian 8.3 dari “Kode Desain Bangunan Pabrik Bersih” menetapkan ketentuan berikut untuk sambungan pipa:
(1) Sambungan pipa harus dilas, tetapi pipa baja galvanis celup panas harus diberi ulir. Bahan penyegel sambungan ulir harus mematuhi persyaratan Pasal 8.3.3 spesifikasi ini.
(2) Pipa baja tahan karat harus disambung dengan pengelasan busur argon dan pengelasan pantat atau pengelasan soket, tetapi pipa gas dengan kemurnian tinggi harus disambung dengan pengelasan pantat tanpa tanda pada dinding bagian dalam.
(3) Sambungan antara pipa dengan peralatan harus sesuai dengan persyaratan sambungan peralatan. Saat menggunakan sambungan selang, sebaiknya digunakan selang logam.
(4) Sambungan antara pipa dan katup harus mematuhi peraturan berikut:
① Bahan penyegel yang menghubungkan pipa gas dan katup dengan kemurnian tinggi harus menggunakan gasket logam atau ferrule ganda sesuai dengan persyaratan proses produksi dan karakteristik gas.
②Bahan penyegel pada sambungan ulir atau flensa harus berupa politetrafluoroetilen.
3.2 Menurut persyaratan spesifikasi dan langkah-langkah teknis yang relevan, sambungan pipa gas dengan kemurnian tinggi harus dilas sebanyak mungkin. Pengelasan butt 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. Selama pengelasan, untuk mencegah oksidasi bagian pengelasan, gas pelindung murni harus dimasukkan ke dalam pipa las. Untuk pipa baja tahan karat, las busur argon harus digunakan, dan gas argon dengan kemurnian yang sama harus dimasukkan ke dalam pipa. Sambungan ulir atau sambungan ulir harus digunakan. Saat menghubungkan flensa, ferrule harus digunakan untuk sambungan ulir. Kecuali untuk pipa oksigen dan pipa hidrogen, yang harus menggunakan gasket logam, pipa lain harus menggunakan gasket politetrafluoroetilen. Menerapkan sejumlah kecil karet silikon ke gasket juga akan efektif. Meningkatkan efek penyegelan. Langkah-langkah serupa harus diambil saat sambungan flensa dibuat.
Sebelum pekerjaan pemasangan dimulai, dilakukan pemeriksaan visual pipa secara rinci,perlengkapan, katup, dll. harus dilakukan. Dinding bagian dalam pipa baja tahan karat biasa harus diasamkan sebelum pemasangan. Pipa, fitting, katup, dll. dari jaringan pipa oksigen harus benar-benar dilarang dari minyak, dan harus benar-benar dihilangkan lemaknya sesuai dengan persyaratan yang relevan sebelum pemasangan.
Sebelum sistem dipasang dan digunakan, sistem pipa transmisi dan distribusi harus dibersihkan sepenuhnya dengan gas dengan kemurnian tinggi yang dikirimkan. Hal ini tidak hanya meniup partikel debu yang secara tidak sengaja jatuh ke dalam sistem selama proses pemasangan, tetapi juga berperan sebagai pengering dalam sistem pipa, menghilangkan sebagian gas yang mengandung uap air yang diserap oleh dinding pipa dan bahkan material pipa.
4. Uji tekanan pipa dan penerimaan
(1) Setelah sistem terpasang, pipa yang mengangkut cairan sangat beracun dalam pipa gas khusus harus diperiksa radiografinya 100%, dan kualitasnya tidak boleh lebih rendah dari Level II. Pipa lainnya harus menjalani pemeriksaan radiografi pengambilan sampel, dan rasio pemeriksaan pengambilan sampel tidak boleh kurang dari 5%, kualitasnya tidak boleh lebih rendah dari grade III.
(2) Setelah melewati pemeriksaan non-destruktif, uji tekanan harus dilakukan. Untuk memastikan kekeringan dan kebersihan sistem perpipaan, uji tekanan hidrolik tidak boleh dilakukan, tetapi uji tekanan pneumatik harus digunakan. Uji tekanan udara harus dilakukan dengan menggunakan nitrogen atau udara bertekanan yang sesuai dengan tingkat kebersihan ruang 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 di setiap level hingga tekanan uji. Stabilkan tekanan selama 10 menit, lalu kurangi tekanan ke tekanan desain. Waktu penghentian tekanan harus ditentukan sesuai dengan kebutuhan deteksi kebocoran. Agen pembusa memenuhi syarat jika tidak ada kebocoran.
(3) Setelah sistem vakum lulus uji tekanan, sistem juga harus melakukan uji derajat vakum 24 jam sesuai dengan dokumen desain, dan tingkat tekanan tidak boleh lebih besar dari 5%.
(4) Uji kebocoran. Untuk sistem perpipaan kelas ppb dan ppt, menurut spesifikasi yang relevan, tidak ada kebocoran yang harus dianggap memenuhi syarat, tetapi uji jumlah kebocoran digunakan selama desain, yaitu, uji jumlah kebocoran dilakukan setelah uji kedap udara. Tekanan adalah tekanan kerja, dan tekanan dihentikan selama 24 jam. Kebocoran rata-rata per jam kurang dari atau sama dengan 50ppm sebagaimana memenuhi syarat. Perhitungan kebocoran adalah sebagai berikut:
SEBUAH=(1-P2T1/P1T2)*100/T
Dalam rumus:
Kebocoran per jam (%)
P1-Tekanan absolut di awal pengujian (Pa)
P2-Tekanan absolut di akhir pengujian (Pa)
T1-suhu absolut pada awal pengujian (K)
T2-suhu absolut di akhir pengujian (K)
Waktu posting: 12-Des-2023