Εισαγωγή στο Ειδικό Ντουλάπι Αερίων BSGS

Ντουλάπι Ειδικών Αερίων BSGS

Σε εγκαταστάσεις υψηλής τεχνολογίας για ημιαγωγούς, TFT-LCD, φωτοβολταϊκά, μπαταρίες ιόντων λιθίου και άλλες βιομηχανίες, ειδικά αέρια όπως το σιλάνιο (SiH₄), η αμμωνία (NH₃), το υδρογόνο (H₂), το χλώριο (Cl₂), το εξαφθοριούχο βολφράμιο (WF₆) και άλλα ειδικά αέρια παραδίδονται στον χώρο σε κυλίνδρους υψηλής πίεσης και μεταφέρονται μέσω σωληνώσεων σε θαλάμους διεργασιών για να διευκολύνουν κρίσιμες διεργασίες όπως η εναπόθεση φιλμ, η χάραξη και η πρόσμειξη. Τα περισσότερα από αυτά τα αέρια είναι εύφλεκτα, εκρηκτικά, εξαιρετικά τοξικά ή εξαιρετικά διαβρωτικά. Μεταξύ των κυλίνδρων και του εξοπλισμού διεργασιών, πρέπει να υπάρχει ένας κεντρικός κόμβος που ενσωματώνει αποθήκευση, ρύθμιση πίεσης, εναλλαγή, παρακολούθηση, αλληλοσύνδεση και επεξεργασία αερίων εξαγωγής — το BSGS (Bulk Specialty Gas System).

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ

Επισκόπηση του Ντουλαπιού Ειδικών Αερίων BSGS

Παρουσίαση Ντουλαπιού Ειδικών Αερίων BSGS της Wofly Technology

01 Συνολική Δομή

Το Ντουλάπι Ειδικών Αερίων BSGS είναι ένα κάθετο μεταλλικό ντουλάπι που ενσωματώνει έξι μονάδες: χώρο αποθήκευσης σφραγισμένων κυλίνδρων, συγκρότημα πολλαπλής διανομής αερίου και βαλβίδων από ανοξείδωτο χάλυβα, μονάδα ρύθμισης πίεσης, μονάδα ελέγχου διεπαφής ανθρώπου-μηχανής βασισμένη σε PLC, μονάδα ανίχνευσης αερίου και ασφαλούς αλληλοσύνδεσης και μονάδα επεξεργασίας αερίου εξαγωγής. Οι γραμμές αερίου χρησιμοποιούν σωληνώσεις από ανοξείδωτο χάλυβα 316L EP/BA και βαλβίδες διαφράγματος υψηλής καθαρότητας για να πληρούν τις απαιτήσεις αερίων υψηλής καθαρότητας SEMI. Η κορυφή του ντουλαπιού είναι εξοπλισμένη με κόκκινους, κίτρινους και πράσινους φωτεινούς σηματοδότες συναγερμού, και η πόρτα του ντουλαπιού διαθέτει παράθυρο παρατήρησης και μηχανική κλειδαριά. Οι κύλινδροι ασφαλίζονται σε ειδικές βάσεις και η αντικατάσταση κυλίνδρων μπορεί να πραγματοποιηθεί μόνο μετά την επιτυχή ολοκλήρωση της διαδικασίας απομόνωσης και εξαέρωσης.

                       Εσωτερικό του Ντουλαπιού Ειδικών Αερίων BSGS

02 Αυτόματη Εναλλαγή Διπλού Δοχείου

Το BSGS είναι διαμορφωμένο με δύο κατοπτρικές γραμμές αερίου: μία για τον κύριο κύλινδρο και μία για τον εφεδρικό κύλινδρο. Το PLC παρακολουθεί την πίεση εξόδου του κύριου κυλίνδρου σε πραγματικό χρόνο. Όταν η πίεση πέσει στο καθορισμένο χαμηλότερο όριο διεργασίας, κλείνει αυτόματα τη διάταξη βαλβίδας του κύριου κυλίνδρου και ανοίγει τη διάταξη βαλβίδας του εφεδρικού κυλίνδρου, επιτρέποντας την εναλλαγή χωρίς διακοπή της λειτουργίας, ενώ ενεργοποιεί έναν συναγερμό για να υποδείξει την ανάγκη αλλαγής κυλίνδρου. Αυτό αποτρέπει τη διακοπή του αερίου διεργασίας λόγω εξάντλησης ενός μόνο κυλίνδρου. Κατά τη διαδικασία εναλλαγής, το σύστημα εκτελεί αυτόματα εξαέρωση σωληνώσεων και διατήρηση πίεσης (έλεγχος διαρροής) για την αποφυγή διασταυρούμενης μόλυνσης αερίου μεταξύ των δύο γραμμών και της οπισθοροής αέρα στις σωληνώσεις υψηλής καθαρότητας.

03 Ρύθμιση Πίεσης Πολλαπλών Σταδίων και Σταθερή Παροχή Πίεσης

Οι πιέσεις των κυλίνδρων κυμαίνονται από μερικά megapascals έως πάνω από δέκα megapascals (η πίεση ατμών της NH₃ είναι περίπου 0,9 MPa, ενώ οι κύλινδροι SiH₄ υψηλής πίεσης μπορούν να φτάσουν πάνω από δέκα MPa), ενώ η άκρη της διεργασίας απαιτεί μόνο 0,2 έως 0,5 MPa. Το ντουλάπι ειδικών αερίων BSGS σταθεροποιεί την πίεση εξόδου μέσω μιας διαδικασίας μείωσης πίεσης δύο σταδίων — πρωτεύουσα μείωση πίεσης (στην πλευρά υψηλής πίεσης) και δευτερεύουσα μείωση πίεσης (λεπτή ρύθμιση στην πλευρά χαμηλής πίεσης) — σε συνδυασμό με μανόμετρα, πομπούς πίεσης και πλακίδια οπών. Πνευματικές βαλβίδες διαφράγματος και βαλβίδες αντεπιστροφής είναι εγκατεστημένες στην πολλαπλή, με τις βαλβίδες να διαθέτουν συνδέσεις VCR 316L με σφράγιση προσώπου.

                      Εμφάνιση Σωληνώσεων Πίνακα Ειδικού Ντουλαπιού Αερίου

04 Ανίχνευση Διαρροών και Συναγερμοί Ασφαλούς Αλληλοσύνδεσης

Ανιχνευτές είναι εγκατεστημένοι εντός του ντουλαπιού σύμφωνα με τις ιδιότητες των αερίων: χρησιμοποιούνται ανιχνευτές καταλυτικής καύσης ή υπερύθρων για εύφλεκτα αέρια (H₂, SiH₄, NH₃)· χρησιμοποιούνται ηλεκτροχημικοί ανιχνευτές για εξαιρετικά τοξικά και διαβρωτικά αέρια (Cl₂, PH₃, AsH₃), και τοποθετούνται στο κάτω ή στο πάνω μέρος του ντουλαπιού ανάλογα με την πυκνότητα των αερίων. Όταν η συγκέντρωση φτάσει στο όριο χαμηλού συναγερμού, ενεργοποιείται ένας ηχητικός και οπτικός συναγερμός και μεταδίδεται ένα σήμα· όταν φτάσει στο όριο υψηλού συναγερμού, κλείνει αυτόματα η βαλβίδα στην άκρη του κυλίνδρου, ενεργοποιείται ο εξαερισμός έκτακτης ανάγκης, απενεργοποιούνται τα ηλεκτρικά κυκλώματα που δεν είναι αντιεκρηκτικά και αποστέλλεται ένα σήμα αλληλοσύνδεσης στο GDS του εργοστασίου.

                                   Παρουσίαση Ανιχνευτή Καπνού

05 Αντιεκρηκτική Θετική Πίεση και Ηλεκτρική Ασφάλεια

Για εφαρμογές που περιλαμβάνουν εύφλεκτα και εκρηκτικά αέρια όπως SiH₄, H₂ και NH₃, το ντουλάπι ειδικών αερίων BSGS είναι εξοπλισμένο με ένα αντιεκρηκτικό ντουλάπι ελέγχου θετικής πίεσης τύπου PXK. Παρέχεται πεπιεσμένος αέρας ή άζωτο (N₂) στο ντουλάπι για να διατηρείται μια ελαφρά θετική πίεση, αποτρέποντας την είσοδο εκρηκτικών μειγμάτων από έξω· η οθόνη αφής HMI, το κουμπί έκτακτης ανάγκης και οι ηχητικοί και οπτικοί συναγερμοί βρίσκονται όλοι εντός του θαλάμου θετικής πίεσης, και τα ηλεκτρικά εξαρτήματα επιλέγονται σύμφωνα με την αντιεκρηκτική βαθμολογία Ex.

          Έκθεση Αντιεκρηκτικών Ντουλαπιών Θετικής Πίεσης

06 Καθαρισμός Αερίων Εξαγωγής και Συμμόρφωση με Πρότυπα Εκπομπών

Το ντουλάπι ειδικών αερίων BSGS απελευθερώνει μια μικρή ποσότητα αερίου εξαγωγής διεργασίας κατά τις λειτουργίες εξαέρωσης, αντικατάστασης και αλλαγής κυλίνδρου. Μετά από προσρόφηση και εξουδετέρωση, το αέριο εξαγωγής απορρίπτεται σε εξωτερικό χώρο μέσω ειδικού αγωγού εξαγωγής, σύμφωνα με τα πρότυπα εκπομπών, αποτρέποντας έτσι τη συσσώρευση τοξικών και εύφλεκτων αερίων στο εργαστήριο.

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ

Ο Ρόλος των Ντουλαπιών Ειδικών Αερίων BSGS στα Συστήματα Παροχής Ειδικών Αερίων Χύμα

                 Παρουσίαση Εξοπλισμού Εργαστηρίου της Wofly Technology

01 Αντιμετώπιση Προβλημάτων Σύνδεσης Συστήματος

Η πλήρης αλυσίδα εφοδιασμού ειδικών αερίων αποτελείται από τέσσερις ενότητες: ① Η περιοχή πηγής αερίου (αίθουσα κυλίνδρων/σταθμός ειδικών αερίων) αποθηκεύει ράφια κυλίνδρων· ② Το ντουλάπι ειδικών αερίων BSGS χειρίζεται την εναλλαγή, τη ρύθμιση πίεσης, την παρακολούθηση, την αλληλοσύνδεση και την επεξεργασία αερίων εξαγωγής· ③ Οι σωληνώσεις διανομής και τα κουτιά βαλβίδων (VMB/VMP) παραδίδουν αέρια υψηλής καθαρότητας σε διάφορες ζώνες διεργασιών· ④ Στην άκρη του εξοπλισμού διεργασιών (Tool), τα αέρια δρομολογούνται μέσω του πίνακα ελέγχου αερίου στο σημείο χρήσης (GCP) σε θαλάμους χάραξης, εναπόθεσης και ιοντικής εμφύτευσης. Το ντουλάπι ειδικών αερίων BSGS βρίσκεται στην Ενότητα ② και χρησιμεύει ως φυσικό και ασφαλές όριο μεταξύ της περιοχής αποθήκευσης κυλίνδρων υψηλής πίεσης και της καθαρής αίθουσας.

  Επιλογή Συστημάτων Ειδικών Αερίων BSGS (Μόνο για Αναφορά)

02 Απομόνωση Ασφαλείας

Η βασική αξία συστήματος του ντουλαπιού ειδικών αερίων BSGS είναι η απομόνωση. Οι κύλινδροι υψηλής πίεσης, εξαιρετικά τοξικοί και εύφλεκτοι, είναι πάντα κλεισμένοι μέσα σε ένα ντουλάπι εξοπλισμένο με παράθυρο παρατήρησης· κατά τη διάρκεια της κανονικής λειτουργίας, το προσωπικό δεν έρχεται σε επαφή με τις γραμμές αερίου υψηλής πίεσης. Σε περίπτωση διαρροής, ενεργοποιείται αμέσως ο εξαερισμός έκτακτης ανάγκης και η αλληλοσύνδεση υψηλού συναγερμού κλείνει τη βαλβίδα. Το διαρρεύσαν αέριο συγκρατείται εντός του ντουλαπιού, καθαρίζεται και στη συνέχεια απορρίπτεται, αποτρέποντας την εξάπλωσή του στην καθαρή αίθουσα, τους διαδρόμους ή τους χώρους εργασίας του προσωπικού, διασφαλίζοντας έτσι ότι οι συγκεντρώσεις αερίου στην κύρια περιοχή του εργαστηρίου παραμένουν πάντα κάτω από το Όριο Επαγγελματικής Έκθεσης (OEL).

03 Συνεχής Παροχή Αερίου

Οι γραμμές παραγωγής ημιαγωγών λειτουργούν 24 ώρες την ημέρα, και μια μόνο διακοπή στην παροχή αερίου σε ένα μόνο κομμάτι εξοπλισμού μπορεί να οδηγήσει στη διάλυση ολόκληρης της παρτίδας των πλακετών. Το σύστημα αυτόματης εναλλαγής διπλού κυλίνδρου του ντουλαπιού ειδικών αερίων BSGS μετατρέπει την αντικατάσταση κυλίνδρου από μια λειτουργία εκτός σύνδεσης σε μια διαδικασία σε σύνδεση: όταν ο κύριος κύλινδρος εξαντληθεί, ο εφεδρικός κύλινδρος τίθεται αυτόματα σε λειτουργία, επιτρέποντας στο προσωπικό λειτουργίας και συντήρησης να αντικαταστήσει τον άδειο κύλινδρο χωρίς να διακοπεί η διεργασία. Μετά την αντικατάσταση, το σύστημα εκτελεί αυτόματα διατήρηση πίεσης και εξαέρωση πριν επιστρέψει στην κύρια διαδρομή παροχής, διασφαλίζοντας άμεσα τον συνολικό ρυθμό χρησιμοποίησης της γραμμής παραγωγής.

                               Έκθεση Σωληνώσεων Αερίου Χύμα

04 Δευτερογενής Σταθεροποίηση Πίεσης και Ποιότητα Παροχής Αέρα

Τα ντουλάπια ειδικών αερίων BSGS συνήθως τροφοδοτούν τον εξοπλισμό διεργασιών μέσω σωληνώσεων BA/EP που εκτείνονται σε αποστάσεις από δεκάδες έως εκατοντάδες μέτρα. Κατά μήκος της διαδρομής, παρουσιάζονται διακυμάνσεις πίεσης λόγω τριβής, διανομής αερίου στο VMB και ταυτόχρονης κατανάλωσης αερίου από πολλαπλά κομμάτια εξοπλισμού. Το ντουλάπι ειδικών αερίων BSGS προσαρμόζει με ακρίβεια την πίεση εξόδου στην απαίτηση της διεργασίας στο στάδιο της δευτερογενούς ρύθμισης πίεσης. Συνεργαζόμενο με έναν πομπό πίεσης κατάντη για αντιστάθμιση κλειστού βρόχου, διατηρεί σταθερή την πίεση εισόδου στο VMB, αποτρέποντας έτσι πολλαπλές συσκευές από το να ανταγωνίζονται για αέριο και αποφεύγοντας διακυμάνσεις ρυθμού ροής που θα μπορούσαν να επηρεάσουν την ομοιομορφία του φιλμ και την επιλεκτικότητα χάραξης.

                              Παρουσίαση Έργου Αερίου Χύμα

05 Μεταφόρτωση Δεδομένων Ενσωματωμένη με Συστήματα GDS/GMS

Το σύγχρονο BSGS λειτουργεί ως κόμβος πεδίου για το σύστημα ανίχνευσης αερίου σε όλο το εργοστάσιο (GDS) και το σύστημα παρακολούθησης αερίου (GMS). Μέσω ενσύρματης σύνδεσης ή επικοινωνίας Modbus/Profinet, το BSGS μεταδίδει δεδομένα σε πραγματικό χρόνο — συμπεριλαμβανομένης της κατάστασης του κυλίνδρου (σε χρήση/σε αναμονή/άδειος), της πίεσης εισόδου και εξόδου, της σωρευτικής ροής, της συγκέντρωσης ανιχνευτή, της κατάστασης πόρτας ντουλαπιού και των κωδικών συναγερμού — στην κεντρική αίθουσα παρακολούθησης. Αυτό επιτρέπει στο προσωπικό λειτουργίας και συντήρησης να καθορίζει απομακρυσμένα ποια ντουλάπια απαιτούν αντικατάσταση κυλίνδρου και ποιες ενότητες σωληνώσεων έχουν μικρές διαρροές, διευκολύνοντας έτσι την προγνωστική συντήρηση.

06 Συμμόρφωση Κλειστού Βρόχου στην Πλευρά Εκπομπών

Το ντουλάπι ειδικών αερίων BSGS προεπεξεργάζεται τα αέρια εξαγωγής από τη λειτουργία εξαέρωσης, αντικατάστασης και ανίχνευσης διαρροών εντός του ντουλαπιού πριν τα δρομολογήσει στον καθαριστή του εργοστασίου για κεντρική απόρριψη. Μαζί με το σύστημα εξαερισμού εξαγωγής του εργοστασίου, αυτό σχηματίζει ένα πλήρες, συμμορφούμενο σύστημα κλειστού βρόχου που καλύπτει την πηγή αερίου, το σημείο χρήσης και την απόρριψη. Αυτό το σύστημα κλειστού βρόχου είναι υποχρεωτική απαίτηση για νέες και ανακαινισμένες εγκαταστάσεις ημιαγωγών σύμφωνα με πρότυπα όπως το SEMI S2 (Οδηγός Αξιολόγησης Ασφάλειας Εξοπλισμού Ημιαγωγών), το GB 50177 (Κώδικας Σχεδιασμού Σταθμών Υδρογόνου) και το GB/T 50493 (Πρότυπο Σχεδιασμού για Συστήματα Ανίχνευσης και Συναγερμού Εύφλεκτων/Τοξικών Αερίων).

                             Παρουσίαση Έργου Αερίου Χύμα