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大宗气体(Bulk Gas)在半导体、电子制造等领域中是用量大且对纯度要求极高的基础材料,其技术文件通常涵盖设计规范、施工标准、检验方法、安全要求等内容。以下是整理的大宗气体相关技术文件的核心要点及引用来源:
《电子气体 大宗气体》国家标准(修订中)
技术指标:
纯度要求:先进集成电路用气体纯度需达6N(99.9999%)以上,部分杂质(如O₂、H₂O)需控制在ppb级。
试验方法:包括气相色谱法、电化学法等,仲裁方法优先采用国家标准(如GB/T 6285测定氧含量)。
范围:适用于以空气分离或工业提纯制得的电子用大宗气体(如H₂、O₂、N₂、Ar、He),规定了技术要求、检验规则、试验方法等。
修订背景:现行标准(2009版)已无法满足现代半导体需求,需整合并提升纯度、检测方法等技术要求。
《大宗气体纯化及输送系统程技术规范》(GB 50724-2011)
系统设计:包括气源选择(空分装置、液态储罐、长管拖车)、纯化器类型(触媒吸附式、Getter式)、管道材质(不锈钢)及布局。
安全要求:防火间距、泄漏监测、防爆措施(如氢气与氧气管道需隔离)。
供气系统设计
纯化系统:
纯化器需匹配公用工程(如高纯氢气再生触媒吸附式纯化器)。
过滤器串联设计(≥0.1μm颗粒零残留)。
气源选择:
氮气:常用现场空分制氮(深冷法),经济性优于外购液氮(用气量>500Nm³/h时更优)。
氢气:外购长管拖车或电解水制氢,需设置防爆区域。
氦气:依赖进口(空气中含量仅0.00054%),提取成本高。
管道系统设计
材质:主系统采用316L不锈钢,末端可选用铜管。
压力试验:气压试验为设计压力的1.15倍,严密性试验需持续24小时监测压降。
吹扫要求:使用高纯气体(≥99.999%)以20m/s流速清除颗粒和湿气。
检验规则
逐批检验:每批次需全项检测,不合格即判废。
关键指标:纯度、水分、总烃(甲烷)、颗粒物(在线监测)。
试验方法
纯度检测:气相色谱法(GB/T 8984)、光谱法(GB/T 4842)。
水分测定:露点法(GB/T 5832.3)。
安全措施
泄漏监测:实时检测可燃/助燃气体(如H₂、O₂),配备自动报警系统。
个人防护:防爆服、防毒面具、气体检测仪。
应急处理:氢气泄漏需立即切断气源并通风,氮气泄漏需防窒息。
环保要求
废气处理:尾气需经催化燃烧或吸附后排放。
能耗优化:空分装置需降低单位电耗(如0.23 kWh/Nm³)。
施工方案(参考)
包括气源安装、管道连接、工具调试及安全记录。
管理手册(参考)
涵盖供气系统设计、纯化流程、检验标准及应急预案。
国际标准参考
SEMI标准(如C3、C4系列)对气体纯度要求较低,国内标准需结合企业内控指标。
标准更新:2023年启动的《电子气体 大宗气体》修订计划将整合5项旧标准,提升技术指标。
国产化趋势:空分设备、纯化器国产化加速,但核心部件(如分析仪)仍依赖进口。