As 반도체마이크로전자 기술이 고성능 및 고집적화 방향으로 발전함에 따라, 전자 특수 가스의 순도에 대한 요구 사항도 더욱 높아지고 있습니다. 고순도 가스 배관 기술은 고순도 가스 공급 시스템의 중요한 부분입니다. 이는 가스 사용 지점에 필요한 요건을 충족하는 동시에 고품질을 유지하는 고순도 가스를 공급하는 핵심 기술입니다.
고순도 배관 기술에는 시스템의 올바른 설계, 배관 부속품 및 보조 재료의 선택, 건설 및 설치, 테스트가 포함됩니다.
01가스 전달 배관의 일반 개념
모든 고순도 및 고청정 가스는 파이프라인을 통해 최종 가스 지점까지 운송되어야 합니다. 가스의 공정 품질 요건을 충족하기 위해서는 가스 수출 지수가 일정 수준 이상일 때 배관 시스템의 재질 선정 및 시공 품질에 더욱 주의를 기울여야 합니다. 가스 생산 또는 정제 장비의 정확도 외에도 파이프라인 시스템의 여러 요인이 배관 시스템에 큰 영향을 미칩니다. 따라서 배관 선정 시에는 관련 정제 산업 원칙을 준수하고 도면에 배관 재질을 명시해야 합니다.
02가스 수송에 있어 고순도 파이프라인의 중요성
고순도 가스 운송에서 고순도 파이프라인의 중요성 스테인리스강 제련 공정에서 1톤은 약 200g의 가스를 흡수할 수 있습니다. 스테인리스강은 가공 후 표면에 각종 오염 물질이 부착될 뿐만 아니라 금속 격자에도 일정량의 가스가 흡수됩니다. 파이프라인을 통과하는 공기 흐름이 있을 때, 금속에 흡수된 가스 일부가 다시 공기 흐름으로 유입되어 순수한 가스를 오염시킵니다.
파이프 내 공기 흐름이 불연속적일 때, 파이프는 통과하는 가스에 압력 흡착을 형성합니다. 공기 흐름이 중단되면 파이프에 흡착된 가스는 감압 분석을 형성하고, 분석된 가스는 불순물로서 파이프 내 순수 가스에 유입됩니다.
동시에, 흡착 및 분석 사이클은 파이프 내부 표면의 금속에서 일정량의 분말을 생성합니다. 이 금속 분진 입자는 파이프 내 순수 가스를 오염시킵니다. 파이프의 이러한 특성은 매우 중요합니다. 이송되는 가스의 순도를 보장하기 위해서는 파이프 내부 표면의 매끄러움뿐만 아니라 높은 내마모성도 요구됩니다.
가스가 강한 부식성을 가진 경우, 배관에는 내식성 스테인리스 파이프를 사용해야 합니다. 그렇지 않으면 부식으로 인해 파이프 안쪽 표면에 부식 반점이 나타납니다. 심한 경우, 큰 금속 조각이 벗겨지거나 구멍이 생겨 운반되는 순수 가스를 오염시킬 수 있습니다.
03파이프 재질
파이프 재질은 사용 목적에 따라 선택해야 합니다. 파이프의 품질은 일반적으로 파이프 내부 표면의 거칠기로 측정됩니다. 거칠기가 낮을수록 입자가 잘 부착되지 않습니다. 일반적으로 세 가지 유형으로 나뉩니다.
하나는EP 등급 316L 파이프전해연마(Electro-Polish) 처리된 제품입니다. 내식성이 우수하고 표면 거칠기가 낮습니다. Rmax(최대 피크-밸리 높이)는 약 0.3μm 이하입니다. 평탄도가 가장 높고 미세 와전류 형성이 용이하지 않습니다. 오염된 입자를 제거해야 합니다. 공정에 사용되는 반응 가스는 이 높이로 배관되어야 합니다.
하나는BA 등급 316L브라이트 어닐링(Bright Anneal) 처리된 파이프는 칩과 접촉하지만 공정 반응에는 참여하지 않는 GN2 및 CDA 가스에 자주 사용됩니다. AP 파이프(Annealing & Picking)는 특수 처리되지 않은 파이프로, 일반적으로 가스 공급 라인으로 사용되지 않는 이중 외부 파이프 세트에 사용됩니다.
04 파이프라인 건설
파이프 입구 가공은 이 건설 기술의 핵심 중 하나입니다. 파이프라인 절단 및 사전 제작은 깨끗한 환경에서 수행되며, 절단 전 파이프라인 표면에 유해한 흔적이나 손상이 없는지 확인해야 합니다. 파이프라인 개방 전에 파이프라인 내 질소 플러싱을 위한 준비를 해야 합니다. 고순도 및 고청정 가스 송배관 연결에는 원칙적으로 용접이 사용되지만 직접 용접은 허용되지 않습니다. 케이싱 접합을 사용해야 하며, 사용되는 파이프 재질은 용접 중 구조 변화가 없어야 합니다. 탄소 함량이 너무 높은 재질을 용접할 경우, 용접부의 공기 투과성으로 인해 파이프 내외부의 가스가 서로 침투하여 이송 가스의 순도, 건조도 및 청정도를 저하시켜 심각한 결과를 초래하고 생산 품질에 영향을 미칩니다.
요약하자면, 고순도 가스 및 특수 가스 전송 파이프라인에는 특수 처리된 고순도 스테인리스 스틸 파이프를 사용해야 하며, 이를 통해 고순도 파이프라인 시스템(파이프라인, 파이프 피팅, 밸브, VMB, VMP 포함)이 고순도 가스 분배에서 중요한 임무를 차지하게 됩니다.
게시 시간: 2024년 11월 26일