Хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлд криоген түгээлтийн системүүд нь шингэн азот эсвэл аргоныг нэг цэгээс нөгөө цэг рүү зөөхөөс илүү ихийг хийх ёстой гэж үздэг. Шингэн нь ашиглалтын цэг хүртэл тогтвортой, цэвэр, нэг фазтай байх ёстой. Бага хэмжээний дулаан ч гэсэн процессын тогтвортой байдалд нөлөөлдөг гялгар хий, даралтын хэлбэлзэл эсвэл чийгийн бохирдол үүсгэж болзошгүй.

Тийм учраасВакуум тусгаарлагчтай хоолойсистемүүдийг уламжлалт хөөсөнцөр дулаалгатай хоолойн оронд хагас дамжуулагчийн үйлдвэрүүдэд түгээмэл ашигладаг. Зөв удирдлагатай хослуулсан үедДинамик вакуум насосны систем, нийт дулааны алдагдал нь дамжуулах шугамын туршид урт хугацааны вакуум тогтвортой байдлыг хадгалахын зэрэгцээ 3 Вт/м-ээс доош хэвээр байж болно.

Хагас дамжуулагчийн хэрэглээний хувьд вакуум дулаалгыг хоолойн эргэн тойрон дахь идэвхгүй давхарга гэж үзэж болохгүй. Энэ нь хэмжигдэхүйц вакуум гүйцэтгэл болон урт хугацааны засвар үйлчилгээ шаарддаг идэвхтэй дулааны систем юм. Өндөр нарийвчлалтай чип үйлдвэрлэлийн орчинд шингэний ханалтын температур бага зэрэг нэмэгдэх нь хөргөлтийн хэлхээ, цэвэршүүлэх систем эсвэл процессын хяналтын тоног төхөөрөмжид саад учруулдаг хоёр фазын урсгалын нөхцөлд хүргэж болзошгүй юм.

Криоген хагас дамжуулагч системд дулааны алдагдал яагаад чухал вэ

Криоген дамжуулах шугам бүр дулаан дамжуулалтын гурван үндсэн хэлбэрт нөлөөлдөг:

• цагираг хэлбэрийн орон зайгаар дамжин өнгөрөх цацраг
• үлдэгдэл молекулуудаас үүдэлтэй хийн дамжуулалт
• тулгуур болон зайгаар дамжин хатуу дамжуулалт

Зөв зохион бүтээсэн хэлбэрээрВакуум тусгаарлагчтай хоолой, цагираг хэлбэрийн даралт нь ихэвчлэн 1×10⁻⁴ Па-аас доош буурдаг. Энэ вакуум түвшинд үлдсэн хийн молекулууд нь цагираг хэлбэрийн зайнаас хамаагүй том дундаж чөлөөт замтай байдаг бөгөөд энэ нь хийн дулаан дамжуулалтыг ихээхэн бууруулдаг.

Цацрагийн дулаан дамжуулалтыг олон давхаргат дулаалга (MLI) ашиглан хянадаг. Дулаалга нь тусгал тугалган цаас болон бага дамжуулалттай зай тусгаарлагч материалын ээлжлэн давхаргатай байдаг. Давхаргын нягтрал болон суурилуулалтын зөв аргыг хэрэглэснээр цацрагийн дулааны урсгалыг нэг хавтгай дөрвөлжин метр тутамд хэдхэн ватт хүртэл бууруулж болно.

Үлдсэн дулааны зам нь голчлон механик тулгууруудаас ирдэг. Энэ нөлөөллийг багасгахын тулд G-10 шилэн хөвөн эсвэл Torlon® зэрэг бага дамжуулалттай материалыг ихэвчлэн ашигладаг. Эдгээр тулгуурууд нь ашиглалтын явцад дулааны агшилт, чичиргээ болон газар хөдлөлтийн ачааллыг тэсвэрлэх хангалттай механик бат бөх чанартай хэвээр байх шаардлагатай.

Холын зайд вакуум дулаалга болон хөөсөн дулаалгын ялгаа маш мэдэгдэхүйц болдог. Сайн арчилгаатай вакуум систем нь олон жилийн турш тогтвортой дулааны гүйцэтгэлийг хадгалж чаддаг бол хөөсөн дулаалга нь агаар мандлаас чийгийг аажмаар шингээдэг. Чийг нь дулаалгын бүтцэд орж хөлдсөний дараа дулааны үр ашиг нь цаг хугацааны явцад буурдаг.

Практик хагас дамжуулагч LN₂ түгээлтийн системд,вакуум дулаалгатай хоолойуламжлалт хөөсөнцөр тусгаарлагчтай шугамтай харьцуулахад буцалгалтыг мэдэгдэхүйц бууруулж чадна, ялангуяа урт гадаа холболт эсвэл тасралтгүй ажиллаж байгаа гол толгойнуудад.

Динамик вакуум насосны систем

Статик вакуум бүрээсний нэг асуудал бол хий ялгарах, гелийн нэвчилт эсвэл микроскопийн алдагдал зэргээс шалтгаалан вакуумны чанар олон жилийн турш аажмаар муудаж болзошгүй юм.

Үүнийг шийдвэрлэхийн тулд том диаметртэйВакуум тусгаарлагчтай хоолойсистемүүд нь дараах байдлаар тоноглогдсон байж болноДинамик вакуум насосны системСистем нь ихэвчлэн цагираг хэлбэрийн вакуумыг анхны дизайны нөхцөлд нь үе үе сэргээдэг авсаархан турбомолекул эсвэл эргэлдэгч насосны зохион байгуулалттай байдаг.

Вакуум түвшинг хүйтэн катодын хэмжигч ашиглан тасралтгүй хянадаг. Шахуургыг зөвхөн даралт нь зорилтот цэгээс хэтэрсэн үед л идэвхжүүлдэг тул эрчим хүчний хэрэглээ болон засвар үйлчилгээний шаардлага харьцангуй бага хэвээр байна.

Тайванийн Хсинчу хотод хагас дамжуулагч байгууламжийг шинэчлэх нэг төслийн хүрээнд идэвхтэй удирдлагатай вакуум шахах систем нь хуучирсан LN₂ дамжуулах толгойг үйлдвэрлэлийн шугамыг хаахгүйгээр анхны ажиллагааны нөхцөлд нь ойртуулах боломжийг олгосон. Шинэ төслүүдийн хувьд идэвхтэй вакуум засвар үйлчилгээ нь операторуудад системийн ашиглалтын хугацаанд урт хугацааны тусгаарлагчийн тогтвортой байдалд илүү итгэлтэй байх боломжийг олгодог.

Материал ба системийн дизайн

Хагас дамжуулагч болон хэт өндөр цэвэршилттэй хэрэглээнд зориулсан дотоод процессын хоолойг ихэвчлэн 304L эсвэл 316L зэвэрдэггүй гангаар хийдэг. Хүчилтөрөгчийн цэвэр үйлчилгээний шаардлагыг хангах, бохирдлын эрсдлийг багасгахын тулд дотоод гадаргууг цэвэрлэж, цэвэрлэж, идэвхгүйжүүлдэг.

Гаднах бүрхүүл нь угсралтын орчноос хамааран будсан нүүрстөрөгчийн ган эсвэл зэвэрдэггүй ган ашиглаж болно. Цэвэр өрөөний зэргэлдээ хэсэгт зэврэлт эсвэл гадаргуугийн бохирдлоос зайлсхийхийн тулд зэвэрдэггүй ган гаднах бүрхүүлийг илүүд үздэг.

Дулааны агшилтыг мөн анхааралтай авч үзэх хэрэгтэй. LN₂ дамжуулах шугам нь орчны температур болон ажлын температурын хооронд метр тутамд ойролцоогоор 2.5-3 мм агшиж чаддаг. Энэ хөдөлгөөнийг шингээхийн тулд ихэвчлэн хоолойн сүлжээний дагуу тооцоолсон зангууны байршилд хөөрөг хэлбэрийн тэлэлтийн нөхөн олговор суурилуулдаг.

Хөдөлгөөн эсвэл уян хатан байдал шаардлагатай үед,Вакуум тусгаарлагчтай уян хатан хоолойугсралтыг түгээмэл ашигладаг. Ердийн байршилд савны холболт, тоног төхөөрөмжийн холболт, коллекторын салаа, хөдөлгөөнт процессын гулсуур орно.

Эдгээр уян хатан хоолойнууд нь хатуу вакуум хоолойтой төстэй вакуум бүрхүүл болон MLI бүтэцтэй хамт Атираат дотоод цөмийг ашигладаг. Зөв зохион бүтээсэн угсралтууд нь давтан криоген дулааны мөчлөгийн дараа вакуумын бүрэн бүтэн байдлыг хадгалахын зэрэгцээ тусгаарлагчгүй сүлжмэл хоолойд түгээмэл тохиолддог гаднах мөс үүсэхээс сэргийлдэг.

Вакуум тусгаарлагчтай хавхлагуудмөнФазын тусгаарлагч

Дулааны алдагдлыг зохицуулах нь зөвхөн шулуун хоолойн хэсгүүдээр хязгаарлагдахгүй. Хавхлагууд болонфазын тусгаарлагчмөн криоген урсгалын тогтвортой нөхцлийг хадгалахад гол үүрэг гүйцэтгэдэг.

A Вакуум тусгаарлагчтай хавхлагаихэвчлэн сунгасан капот болон вакуум бүрхүүлтэй их биеийг ашигладаг бөгөөд чухал битүүмжлэлийн хэсгүүдийг маш бага температураас хол байлгадаг. Энэ нь ишний савлагааны эргэн тойронд хөлдөхөөс сэргийлж, хавхлагын бүтцийн дотор хүсээгүй конденсацийг бууруулдаг.

Вакуум тусгаарлагчгүйгээр хавхлагууд нь систем доторх төвлөрсөн дулааны алдагдлын цэг болж хувирдаг. Шингэн криогенийн үйлчилгээнд энэ нь орон нутгийн уурын цоорхой, тогтворгүй урсгалын нөхцөл байдал эсвэл усны алхны үйл явдлыг үүсгэж болзошгүй.

Хагас дамжуулагч процессын системүүдийн хувьд ASME B31.3 болон EN 13480 стандартын шаардлагын дагуу сунгасан капоттой бөмбөлөг хавхлага болон дээд талын оролтын бөмбөлөг хавхлагыг түгээмэл ашигладаг.

A Вакуум тусгаарлагчтай фазын тусгаарлагчшингэн нь мэдрэмтгий доод урсгалын тоног төхөөрөмжид орохоос өмнө гялсхийх хийг зайлуулахад ашиглагддаг. Хагас дамжуулагчийн хэрэглээнд тогтворгүй хоёр фазын урсгал нь процессын дохиолол эсвэл тоног төхөөрөмжийн холболтыг өдөөхөд хангалттай том даралтын хэлбэлзлийг бий болгодог.

Ихэнх тусгаарлагчийн загварууд нь уур-шингэнийг ялгах үр ашгийг сайжруулахын тулд дотоод демистерийн бүтэцтэй хамт тангенциал оролтыг ашигладаг. Олон төслүүдэд тусгаарлагчийг процессын талбайн ойролцоо суурилуулсан Мини савтай хослуулдаг. Мини сав нь дулааны ачааллыг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлэлгүйгээр богино хугацааны эрэлтийн хэлбэлзлийг тогтворжуулахад тусалдаг орон нутгийн буферийн эзэлхүүн болж ажилладаг.

Хагас дамжуулагч төслийн жишээ

Өмнөд Солонгост хэрэгжиж буй DRAM байгууламжийн өргөтгөлийн төсөлд дүрэх хөргөлттэй туршилтын тоног төхөөрөмж болон вафли боловсруулах хэрэгслүүдийг ашигладаг шинэ LN₂ түгээлтийн сүлжээ шаардлагатай байв.

Суурилуулалтад вакуум тусгаарлагчтай уян хатан хоолойн угсралтаар дамжуулан олон багажны салбартай холбогдсон ойролцоогоор 180 метрийн хатуу вакуум тусгаарлагч хоолой багтсан. Их хэмжээний агуулахын ойролцоо вакуум тусгаарлагч фазын тусгаарлагч болон 2 м³ багтаамжтай мини сав суурилуулсан.

Динамик вакуум насосны систем нь 6 инчийн гол дамжуулах шугамууд дээр цагираг хэлбэрийн даралтыг 5×10⁻⁶ мбар-аас доош байлгасан.

Ашиглалтад оруулах явцад анхдагч толгой дээрх хэмжсэн дулааны алдагдал нь тогтвортой ажиллагааны нөхцөлд дунджаар 1.3 Вт/м2 байв. Нэг жилийн тасралтгүй үйлчилгээ хийсний дараа үечилсэн вакуум сэргээх мөчлөг нь дулаалгын гүйцэтгэлийг анхны суурь нөхцөлд ойр байлгасан.

Өмнөх хөөсөн дулаалгатай концепцтой харьцуулахад байгууламжид шингэн азотын алдагдал мэдэгдэхүйц буурч, үйл ажиллагааны тогтвортой байдал сайжирсан гэж мэдээлсэн. Мөн процессын бүртгэлд дулаалгын доройтолтой холбоотой чийгтэй холбоотой бохирдлын тохиолдол гараагүй байна.

Аппликейшнүүд

Вакуум дулаалгатай криоген дамжуулах системийг хагас дамжуулагч үйлдвэрлэл, шингэрүүлсэн байгалийн хийн дэд бүтэц, үйлдвэрлэлийн хийн түгээлт, шингэн устөрөгчийн хэрэглээнд өргөн ашигладаг.

Үйл ажиллагааны орчин өөр өөр боловч инженерийн зорилго нь ижил хэвээр байна:

• вакуум тогтвортой байдлыг хадгалах
• дулааны нэвчилтийг багасгах
• Шилжүүлгийн процессын туршид фазын тогтвортой байдлыг хадгалах

Системийн дизайн нь төслийн цар хүрээ болон бүс нутгийн шаардлагаас хамааран ASME B31.3, EN 13480, ISO 21029 зэрэг олон улсын стандартуудыг дагаж мөрддөг.

Хагас дамжуулагч байгууламжийн хувьд криоген түгээлтийн системийн гүйцэтгэл нь үйл ажиллагааны үр ашиг, шингэний хэрэглээ, урт хугацааны процессын найдвартай байдалд шууд нөлөөлдөг. Иймээс хоолой, хавхлага, тусгаарлагч, вакуум засвар үйлчилгээний системийг бие даасан бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн оронд нэг нэгдсэн дулааны систем болгон зохион бүтээх хэрэгтэй.

At HL криогеник, бид EPC гэрээт гүйцэтгэгчид, хийн компаниуд болон хагас дамжуулагч байгууламжуудтай хамтран стандарт каталогийн тохиргооноос илүү бодит ашиглалтын нөхцөл, дулааны ачааллын зорилтот түвшин, суурилуулалтын шаардлагад үндэслэн криоген дамжуулах шийдлүүдийг боловсруулдаг.

Хэрэв та хагас дамжуулагчийн шинэ үйлдвэрийн төсөл төлөвлөж байгаа эсвэл одоо байгаа LN₂ түгээлтийн сүлжээг шинэчлэх гэж байгаа бол манай инженерийн баг дулааны алдагдлын гүйцэтгэл, вакуум стратеги, системийн урт хугацааны ашиглалтын тохиргоог үнэлэхэд туслах болно.