Ярымүткәргечләр җитештерүдә криоген бүлү системалары сыек азот яки аргонны бер ноктадан икенчесенә күчерүдән күбрәкне башкарачак дип көтелә. Сыеклык куллану ноктасына кадәр тотрыклы, чиста һәм бер фазалы булып калырга тиеш. Хәтта аз күләмдәге җылылык та ялкын газы, басым тирбәнешләре яки дым пычрануы китереп чыгарырга мөмкин, бу процесс тотрыклылыгына тәэсир итә.

Шуңа күрәВакуум изоляцияләнгән торбасистемалар гадәттә ярымүткәргеч фабрикаларында гадәти күбек белән изоляцияләнгән торбалар урынына кулланыла. Дөрес идарә ителә торган торбалар белән берләштерелгәндәДинамик вакуум насосы системасы, гомуми җылылык агып чыгуы 3 Вт/м дан түбәнрәк булып калырга мөмкин, шул ук вакытта бөтен тапшыру линиясе буенча озак вакытлы вакуум тотрыклылыгы саклана.

Ярымүткәргеч кушымталары өчен вакуум изоляциясен торба тирәсендәге пассив катлам дип карарга ярамый. Бу үлчәнә торган вакуум эшчәнлеген һәм озак вакытлы хезмәт күрсәтүне таләп итә торган актив җылылык системасы. Югары төгәллекле чип җитештерү мохитендә сыеклык туендыру температурасының бераз артуы да суыту схемаларына, чистарту системаларына яки процессны контрольдә тоту җиһазларына комачаулый торган ике фазалы агым шартларына китерергә мөмкин.

Ни өчен криоген ярымүткәргеч системаларда җылылык агып чыгу мөһим?

Һәр криоген тапшыру линиясенә җылылык тапшыруның өч төп формасы тәэсир итә:

• боҗрасыман киңлек аша нурланыш
• калдык молекулалар аркасында барлыкка килгән газ үткәрүчәнлеге
• терәкләр һәм аралыклар аша каты үткәрүчәнлек

Дөрес эшләнгәнВакуум изоляцияләнгән торба, боҗра басымы гадәттә 1×10⁻⁴ Па дан түбәнрәк төшә. Бу вакуум дәрәҗәсендә калган газ молекулаларының уртача ирекле юлы боҗра арасыннан күпкә зуррак, бу газсыман җылылык үткәрүчәнлеген шактый киметә.

Нурланышлы җылылык тапшыру күп катламлы изоляция (MLI) ярдәмендә контрольдә тотыла. Изоляция чагылышлы фольга һәм түбән үткәрүчәнлекле аралык материалының чиратлашып торган катламнарыннан тора. Дөрес катлам тыгызлыгы һәм урнаштыру ысулы белән нурланышлы җылылык агымын квадрат метрга берничә ваттка кадәр генә киметергә мөмкин.

Калган җылылык юлы, нигездә, механик терәкләрдән килә. Бу йогынтыны минимальләштерү өчен, гадәттә, G-10 пыяла җепселләре яки Torlon® кебек түбән үткәрүчәнлекле материаллар кулланыла. Бу терәкләр эш вакытында җылылык кысылуына, тибрәнүенә һәм сейсмик йөкләнешкә түзәр өчен җитәрлек механик ныклыкка мохтаҗ.

Озын күчерү араларында вакуум изоляциясе һәм күбек изоляциясе арасындагы аерма бик сизелерлек була. Яхшы каралган вакуум системасы күп еллар дәвамында тотрыклы җылылык күрсәткечләрен саклый ала, ә күбек изоляциясе атмосферадан дымны әкренләп сеңдерә. Дым изоляция конструкциясенә кергәч һәм туңгач, җылылык нәтиҗәлелеге гадәттә вакыт узу белән кими.

Гамәли ярымүткәргеч LN₂ бүлү системаларында,вакуум-изоляцияләнгән торбалартрадицион күбек изоляцияләнгән линияләр белән чагыштырганда, кайнап чыгуны сизелерлек киметә ала, бигрәк тә озын ачык һавада яки өзлексез эшли торган төп коллекторларда.

Динамик вакуум насосы системасы

Статик вакуум каплагычларының бер проблемасы шунда ки, вакыт узу белән вакуум сыйфаты газ чыгу, гелий үткәрү яки микроскопик агып чыгу аркасында әкренләп начарланырга мөмкин.

Моны хәл итү өчен, зур диаметрлыВакуум изоляцияләнгән торбасистемалар белән җиһазландырылырга мөмкинДинамик вакуум насосы системасыСистема гадәттә боҗрасыман вакуумны башлангыч проект хәленә вакыт-вакыт кайтарып торучы компакт турбомолекуляр яки спираль насос системасын үз эченә ала.

Вакуум дәрәҗәләре салкын катодлы үлчәү җайланмалары ярдәмендә өзлексез күзәтелә. Насос басым максатчан билгеләнгән ноктадан артканда гына эшли, шуңа күрә энергия куллану һәм хезмәт күрсәтү таләпләре чагыштырмача түбән булып кала.

Тайваньның Синьчу шәһәрендәге бер ярымүткәргеч корылманы яңарту проектында актив идарә ителә торган вакуум насос системасы иске LN₂ күчерү коллекторына җитештерү линиясен сүндермичә, башлангыч эш хәленә якын җылылык эшчәнлеген кайтарырга мөмкинлек бирде. Яңа проектлар өчен актив вакуумга хезмәт күрсәтү шулай ук ​​операторларга системаның хезмәт итү вакыты дәвамында озак вакытлы изоляция тотрыклылыгына ышаныч бирә.

Материаллар һәм система дизайны

Ярымүткәргечләр һәм ультра югары чисталык кушымталары өчен эчке процесс торбасы гадәттә 304L яки 316L дат басмас корычтан ясала. Эчке өслекләр кислород-чистарту таләпләренә туры килү һәм пычрану куркынычын минимальләштерү өчен чистартыла, чистартыла һәм пассивлаштырыла.

Урнаштыру мохитенә карап, тышкы каплау өчен буялган углеродлы корыч яки дат басмас корыч кулланырга мөмкин. Чиста бүлмә белән янәшә урнашкан зоналарда коррозия яки өслек пычрануын булдырмас өчен еш кына дат басмас корычтан ясалган тышкы каплаулар өстенлекле.

Җылылык кысылуын да игътибар белән карарга кирәк. LN₂ күчерү линиясе әйләнә-тирә мохит температурасы һәм эш температурасы арасында метрына якынча 2,5–3 мм кысыла ала. Бу хәрәкәтне йоту өчен, гадәттә, торба челтәре буенча исәпләнгән якорь урыннарына сильфон тибындагы киңәйтү компенсаторлары урнаштырыла.

Хәрәкәт яки сыгылучанлык кирәк булган очракта,Вакуум изоляцияләнгән сыгылмалы шлангҗыелмалар гадәттә кулланыла. Гадәти урыннарга резервуар тоташулары, җиһазларны тоташтыру, коллектор тармаклары һәм мобиль технологик тайгаклар керә.

Бу сыгылмалы шланглар каты вакуум торбасына охшаган вакуум капламасы һәм MLI структурасы белән бергә гофрланган эчке үзәкне куллана. Дөрес эшләнгән җыелмалар кабатланган криоген термик циклдан соң вакуумның бөтенлеген саклый ала, шул ук вакытта изоляциясез үрелгән шлангларда еш очрый торган тышкы боз барлыкка килүне булдырмый.

Вакуум изоляцияле клапаннарһәмФаза аергычлары

Җылылык агып чыгуын җайга салу туры торба кисәкләре белән генә чикләнми. Клапаннар һәмфаза аергычларышулай ук ​​тотрыклы криоген агым шартларын саклауда зур роль уйныйлар.

A Вакуум изоляцияләнгән клапангадәттә, мөһим герметик зоналарны бик түбән температуралардан саклау өчен озын капот һәм вакуум белән капланган корпус кулланыла. Бу клапан ябыштыру тирәсендә туңуны булдырмаска ярдәм итә һәм клапан структурасы эчендәге кирәксез конденсацияне киметә.

Вакуум изоляциясе булмаганда, клапаннар система эчендәге концентрацияләнгән җылылык агып чыгу нокталарына әйләнергә мөмкин. Сыек криоген хезмәттә бу локаль пар кисәкчәләре, тотрыксыз агым шартлары яки су чүкечләре барлыкка китерергә мөмкин.

Ярымүткәргечле процесс системалары өчен, ASME B31.3 һәм EN 13480 таләпләренә туры китереп, киңәйтелгән капотлы шар клапаннары һәм өске керүле шар клапаннары гадәттә кулланыла.

A Вакуум изоляцияләнгән фаза аергычсыеклык сизгер түбән агымлы җиһазларга кергәнче ялкын газын бетерү өчен кулланыла. Ярымүткәргеч кушымталарында тотрыксыз ике фазалы агым басым тирбәнешләрен китереп чыгарырга мөмкин, бу процесс сигнализациясен яки җиһазларны блоклауны эшләтеп җибәрә.

Күпчелек сепаратор конструкцияләрендә пар-сыеклык аеру нәтиҗәлелеген арттыру өчен тангенциаль керү урыны һәм эчке демистер структурасы кулланыла. Күп проектларда сепаратор процесс мәйданы янында урнаштырылган мини-цистерна белән берләштерелә. Мини-цистерна локаль буфер күләме булып тора, ул өстәмә җылылык йөкләмәсен кертмичә, кыска вакытлы сорау тирбәнешләрен тотрыклыландырырга ярдәм итә.

Ярымүткәргечле проект мисалы

Көньяк Кореядәге DRAM корылмасын киңәйтү проекты өчен суга чуму белән суытылган сынау җиһазлары һәм пластина эшкәртү кораллары белән хезмәт күрсәтүче яңа LN₂ тарату челтәре кирәк иде.

Урнаштыру вакуум изоляцияләнгән сыгылмалы шланг җыелмалары аша берничә корал тармакларына тоташтырылган якынча 180 метр озынлыктагы каты вакуум изоляцияләнгән торбаны үз эченә алды. Күпләп саклау урыны янында вакуум изоляцияләнгән фаза аергыч һәм 2 м³ мини-цистерна урнаштырылды.

Динамик вакуум насосы системасы 6 дюймлы төп тапшыру линияләрендә боҗра басымын 5 × 10⁻⁶ мбардан түбәнрәк тотты.

Эшкә кертү вакытында, тотрыклы эш шартларында төп коллекторда үлчәнгән җылылык агып чыгуы уртача якынча 1,3 Вт/м тәшкил итте. Бер еллык өзлексез хезмәт күрсәтүдән соң, периодик вакуумны торгызу цикллары изоляциянең башлангыч башлангыч хәленә якын булуын тәэмин итте.

Элеккеге күбек белән изоляцияләнгән концепция белән чагыштырганда, корылмада сыек азот югалтулары сизелерлек кимрәк һәм эш тотрыклылыгы яхшырган. Технологик процесс журналларында шулай ук ​​изоляциянең бозылуы белән бәйле дым белән бәйле пычрану очраклары күрсәтелмәгән.

Кушымталар

Вакуум белән изоляцияләнгән криоген күчерү системалары ярымүткәргечләр җитештерүдә, сыекландырылган табигый газ инфраструктурасында, сәнәгать газын бүлүдә һәм сыек водород куллануда киң кулланыла.

Эшләү мохите төрле булса да, инженерлык максаты бер үк булып кала:

• вакуум тотрыклылыгын саклау
• җылылык керүен минимальләштерү
• тапшыру процессы дәвамында фаза тотрыклылыгын саклау

Система проекты, гадәттә, проект күләменә һәм төбәк таләпләренә карап, ASME B31.3, EN 13480 һәм ISO 21029 кебек халыкара стандартларга туры килә.

Ярымүткәргеч корылмалар өчен криоген бүлү системасының эшләве эш нәтиҗәлелегенә, сыеклык куллануга һәм озак вакытлы процесс ышанычлылыгына турыдан-туры тәэсир итә. Шуңа күрә торбалар, клапаннар, сепараторлар һәм вакуум хезмәт күрсәтү системалары бәйсез компонентлар түгел, ә бер интеграцияләнгән җылылык системасы буларак проектланырга тиеш.

At HL криогеникалары, без EPC подрядчылары, газ компанияләре һәм ярымүткәргеч корылмалары белән берлектә стандарт каталог конфигурацияләре урынына чынбарлыктагы эш шартларына, җылылык йөкләмәсе максатларына һәм урнаштыру таләпләренә нигезләнеп криоген күчерү чишелешләрен эшләү өстендә эшлибез.

Әгәр дә сез яңа ярымүткәргеч завод проектын планлаштырасыз яки булган LN₂ тарату челтәрен яңартасыз икән, безнең инженерлар командасы җылылык агып чыгу эшчәнлеген, вакуум стратегиясен һәм система конфигурациясен озак вакытлы эшләү өчен бәяләргә ярдәм итә ала.