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气体管道(高纯气体输送系统中气体与管道的关系)
高纯气体管道技术是高纯气体供应系统的重要组成部分，是能否将符合要求的高纯气体输送到用气点并保持质量合格的关键技术。所谓高纯气体管道技术包括系统的正确设计、管件和附件的选择、施工、安装、试验等。近年来，以大规模集成电路为代表的微电子产品的生产对高纯气体的纯度和杂质含量的要求越来越严格，使得高纯气体的管道技术日益受到关注和重视。
(资料图片)
一、常见气体的种类
电子工业中常见气体的分类:
常见气体，也称散装气体:氢气(H2)、氮气(N2)、氧气(O2)、氩气(A2)等。
特种气体主要包括:SiH4、PH3、B2H6、A8H3、CL、HCL、CF4、NH3、POCL3、SIH2CL2、SIHCL3、NH3、BCL3、SIF4、CLF3、CO、C2F6、N2O、F2、HF、HBR、SF6等。
特殊气体的种类一般可分为腐蚀性、毒性、可燃性、助燃性、惰性等。常用的半导体气体分类如下:
1.腐蚀性/毒性:HCl、BF3、WF6、HBr、SiH2Cl2、NH3、PH3、Cl2、bcl3等。
2.易燃性:H2，甲烷，硅烷，磷酸三氢，阿什3，二氯甲烷，乙二氢，二氟甲烷，三氟甲烷，一氧化碳
3.助燃性:O2、Cl2、N2O、NF3…等。
4.惰性气体:N2、CF4、C2F6、C4F8、SF6、二氧化碳、氖、氪、氦等。
许多半导体气体对人体有害。特别是一些气体的自燃，如SiH4，会与空气体中的氧气发生剧烈反应，一泄漏就开始燃烧；还有就是AsH3的毒性，任何轻微的泄漏都可能对人的生命造成伤害，就是因为这些明显的危险，所以对系统设计安全性的要求特别高。
二、气体的应用范围
煤气作为现代工业的重要基础原料，有着广泛的用途。广泛应用于冶金、钢铁、石油、化工、机械、电子、玻璃、陶瓷、建材、建筑、食品加工、医疗等部门。气体的应用，特别是这些领域的高科技，有着重要的影响，是不可或缺的原料气或工艺气。只有在各种新的工业部门和现代科学技术的需要和推动下，气体工业产品才能在品种、质量和数量上迅速发展。
三。气体在微电子和半导体工业中的应用
气体的使用在半导体制造过程中一直起着重要的作用，尤其是半导体制造过程目前已经广泛应用于各个行业。从传统的ULSI、TFT-LCD到现在的MEMS产业，都是采用所谓的半导体制造工艺作为产品的制造工艺，包括干法刻蚀、氧化、离子注入、薄膜沉积等。所有这些都使用相当多的气体，并且气体的纯度对于部件性能和产品产量是决定性的。
四。高纯管道在高纯气体输送中的意义
在冶炼不锈钢的过程中，每吨可吸收约200克气体。不锈钢经过处理后，不仅各种污染物粘在它的表面，还有一定量的气体被困在它的金属网格里。当管道中有气流时，这部分被金属截留的气体会重新进入气流，污染纯净的气体。当管道中的气流不连续时，管道在压力下吸收通过的气体，当气流停止时，被管道吸收的气体变得减压并被分解，被分解的气体也作为杂质进入管道中的纯气体。同时，吸附和分析的循环使管道内表面的金属产生一定的粉末，也污染了管道内的纯净气体。管道的这一特性非常重要。为了确保输送气体的纯度，要求管道的内表面不仅具有非常高的光滑度，而且具有高的耐磨性。
当使用腐蚀性强的气体时，必须使用耐腐蚀的不锈钢管作为管道，否则管道内表面会因腐蚀而产生腐蚀斑，严重时会出现大块金属剥落甚至穿孔，从而污染输配用的纯净气体。大流量、高纯度、高洁净度气体输配管道的连接原则上应全部采用焊接，要求管道在焊接过程中结构无变化。焊接含碳量超标的材料时，在焊接部位通风，使管内外气体相互渗透，破坏了输送气体的纯净、干燥和清洁，导致我们的一切努力都没有意义。综上所述，对于高纯气体和特殊气体输送管道，需要采用一种经过特殊处理的高纯不锈钢管，使高纯管道系统(包括管材、管件、阀门、VMB、VMP)在高纯气体分配中起着至关重要的作用。
五、管道清洗技术的一般概念
高纯洁净的燃气输配管道是指对燃气输送的“三度”有一定的要求或控制。
1.气体纯度:气体中杂质气氛的含量，通常用气体纯度的百分比表示，如99.9999%，也可用杂质气氛含量ppm、ppb、ppt的体积比表示。
2.干燥度:气体中微量水分的含量，或称湿度，通常用露点来表示，如常压下-70℃的露点。
3.清洁度:气体中污染物颗粒的数量，颗粒大小为m的颗粒，以及多少个颗粒/M3。对于压缩空气体，通常也用多少mg/m3不可避免的固体残渣来表示，其中涵盖了含油量。
污染物大小分类:污染物颗粒主要是指金属颗粒、大气尘粒、微生物、噬菌体以及管道冲刷、磨损、腐蚀产生的湿气凝结而成的液滴。根据颗粒大小，它们分为:
(1)大颗粒——粒径在5μm以上；
(2)颗粒物料直径在0.1μm-5μm和5μm之间；
(3)超细颗粒——粒径小于0.1μm
为了增强应用该技术时对粒度和微米单位的感性认识，提供了一组具体的颗粒条件供参考。
不及物动词燃气输配管道的选材原则
所有高纯度和清洁的气体必须通过管道输送到设备的使用点(POU)。为了满足工艺的气体质量要求，在气体出口指标一定的情况下，需要更加重视管道系统的选材和施工质量。除了造气或净化设备的精度外，还在很大程度上受到管道系统诸多因素的影响。因此，管材的选择应遵守相关行业原则，管材应在图纸中注明。
根据使用要求选择管道的材料。如果是工艺中使用的反应气体，则选用高级316L EP管。经电抛光处理后，耐腐蚀，表面粗糙度低。Rmax(更大峰谷高度)约为0.3μm，远低于光亮退火处理后316L BA管的0.8μm。因为平整度越高，粗糙度越高。316L BA管通常用于与芯片接触但不参与工艺反应的气体，如GN2和CDA。管道内表面的粗糙度是衡量管道质量的标准。粗糙度越低，携带颗粒的可能性越低。另一种未经特殊处理的AP管(退火&酸洗)用于不作为供气管道的双套外管。
目前国内清洁管道的参考标准很少。通常情况下，我们在行业内除了参考《洁净厂房设计规范》、《氢气站设计规范》、《氢氧站设计规范》、《压缩空气体设计规范》等相关技术规范外，还参考国际通用的行业标准进行选材和配管。
在半导体行业，线宽越来越小，对气体纯度、粒度、杂质含量、露点的要求越来越高。表1显示了不同线宽下对超纯氮的要求。
1.高纯氮气(PN2):系统管道采用低碳(316L)不锈钢管，内壁电解抛光(EP)，阀门采用相同材质的波纹管阀或隔膜阀。
2.氮气(N2):系统管道采用低碳(316L)不锈钢管，内壁电解抛光(EP)或光亮退火(BA)低碳(316L)不锈钢管，阀门采用相同材质的波纹管阀或球阀。
3.高纯氢气(PH2)氢气(H2):系统管道采用内壁EP低碳(316L)不锈钢管，阀门采用相同材质的波纹管阀或隔膜阀。
4.氩气(Ar):系统管道采用低碳(316L)不锈钢管，内壁电解抛光(EP)，阀门采用相同材质的波纹管阀或隔膜阀。
5.氦气(He):系统管道采用内壁电解抛光(EP)，低碳(316L不锈钢管)阀门采用相同材质的波纹管阀或隔膜阀。
6.特殊气体系统:必要时需要双套管:外管经过酸洗钝化处理(AP)，内管经过电抛光处理(EP)。由相同材料制成的波纹管阀或隔膜阀用于阀门。
7.压缩空气(CDA):系统管道采用光亮退火(BA)低碳(316L)不锈钢管，阀门采用同材质球阀(要求不高的公司也可采用铜管，视工艺要求而定)。
至于特种气体，有很多种，有毒有害气体。它最初是一台装有油箱的机器。高昂的设备组合和维护费用大大增加了投资成本，部分还布置在工艺间，存在泄漏隐患。目前集中供气系统应用广泛，气柜集中，自动控制系统不断完善，其报警、喷淋、切换、吹扫更加成熟，专用气房也与工艺房隔离，对房间有防爆要求，工作的安全性大大提高。
对于腐蚀性、有毒、可燃气体，通常设计是将钢瓶放置在气柜内，然后通过管道将气体供应到现场附近的阀门歧管箱，再进入工艺机的使用点(POU，使用点)。在进入机器腔体之前，将有一个独立的气体控制面板(GB，Gas Box)与过程控制模块相连，并使用MFC，质量流量控制器(MFC)来控制进气的流量和混合比。通常，这种气体控制盘不在工厂服务系统的设计范畴内，而是工艺设备的一部分。一般惰性气体由开放式气体架和阀门歧管面板(VMP)提供。
七。超净不锈钢管、配件和阀门的定义
用途:不锈钢洁净管道用于半导体行业输送高纯或超纯气体，生物制药行业的洁净管道(各种水)。
表面处理方法:
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