Génération d'azote cryogénique de qualité semi-conducteur-

Dans la fabrication de semi-conducteurs haut de gamme, les traces d'impuretés dans l'environnement du processus -H₂O, O₂, CO₂ et THC- se traduisent directement par des défauts de tranche et une perte de rendement. La production conventionnelle d'azote sur site-est souvent confrontée à des fluctuations de pureté et à une consommation d'énergie plus élevée, tandis que l'approvisionnement en azote liquide est confronté à des incertitudes dans la chaîne d'approvisionnement et à des coûts logistiques croissants. La génération d'azote cryogénique de qualité semi-conducteur-répond à ces défis grâce à la distillation cryogénique, fournissant de l'azote de haute-pureté avec une teneur en oxygène inférieure à 1 ppm en continu à partir d'un seul skid, tout en maintenant la consommation d'énergie à des niveaux-de pointe dans l'industrie. Il est devenu la source d’azote standard pour les usines de fabrication de 12 pouces, les installations de conditionnement avancées et les lignes de production de semi-conducteurs composés.

Principe de fonctionnement

Le système fonctionne par distillation cryogénique de l’air. L'air d'alimentation subit une filtration en plusieurs étapes-et une compression de récupération de chaleur-avant d'entrer dans une unité de purification à tamis réversible ou moléculaire-, où H₂O, CO₂ et les hydrocarbures sont éliminés. L'air purifié est progressivement refroidi jusqu'à environ -170 degrés à -196 degrés à l'intérieur de la colonne de fractionnement, où l'oxygène et l'azote sont séparés par leur différence de point d'ébullition (oxygène : -183 degrés, azote : -196 degrés) grâce à une rectification continue dans un emballage structuré. L'azote de haute pureté est aspiré par le haut de la colonne, tandis que les gaz résiduaires enrichis en oxygène sont évacués ou récupérés au fond. Un turbodétendeur à cycle fermé fournit la capacité de réfrigération ; une fois démarré, le système fonctionne de manière constante uniquement avec de l'électricité et de l'eau de refroidissement, sans dégradation des adsorbants ni problèmes de remplacement périodique.

Spécifications de performances

Consommation d'énergie typique (à 1 000 Nm³/h, 0,6 MPaG) :

• Puissance spécifique : 0,28 ~ 0,32 kWh/Nm³
• Eau de refroidissement : environ. 45 t/h (Δt=8 degrés)
• Air instrument : Inférieur ou égal à 5 ​​Nm³/h

Par rapport aux configurations conventionnelles à deux -colonnes, ce système permet d'obtenir une consommation d'énergie unitaire inférieure d'environ 8 à 12 % grâce à un turbodétendeur booster à haute-efficacité et à des composants internes de colonne optimisés.

Données techniques (modèle typique)

Les valeurs sont basées sur des conditions de conception standard ; les chiffres réels peuvent varier en fonction de l'altitude du site, de la température ambiante et des conditions spécifiques des services publics.

Applications

Ce système est conçu pour les environnements de processus-continus qui imposent des limites strictes sur les contaminants gazeux :

• Fabrication de plaquettes de 12 pouces/8 pouces – gaz de purge et vecteur pour la diffusion, le CVD, la gravure et l'implantation ionique.
• Emballage avancé (bumping, TSV) – contrôle de l'atmosphère dans les fours de refusion pour minimiser l'oxydation de la soudure.
• Semi-conducteurs composés (SiC, GaN) – gaz porteur et de dilution pendant la croissance épitaxiale.
• Lithographie et fabrication de masques- : gaz de purge pour les chemins optiques UV profonds-pour empêcher l'absorption de l'oxygène de modifier l'énergie d'exposition.
• Alternative aux stations-service en vrac – servant d'unité centrale d'un parc à gaz-sur site, remplaçant la livraison d'azote liquide ou les bancs de bouteilles à haute-pression.

Certifications, étendue de livraison et personnalisation

• Codes de conception : ASME VIII-1 / GB/T 150, HG/T 3186 pour les récipients sous pression ; tuyauterie selon B31.3.
• Zone électrique et dangereuse : disponible avec conformité Classe I Div 2 ou ATEX Zone 2 ; système de contrôle avec redondance SIL 2.
• Options de livraison : unités entièrement montées sur skid-(boîte froide, turbodétendeur, purificateur et commandes pré-assemblées-sur une base en acier) ou composants expédiés en vrac-pour les sites présentant des contraintes de levage.
• Customization: Column height and heat exchanger surface can be adjusted for high-altitude (>1 500 m) ou des environnements à haute-température ; Des limites spéciales de point de rosée-ou de traces-d'impuretés peuvent être respectées grâce à des cycles de distillation sur mesure.
• Ensemble de documentation : P&ID, dessins d'agencement général, schémas électriques, manuels d'exploitation et de maintenance, résumé HAZOP, protocoles FAT/SAT et rapports de tests.

Assistance et service après-vente-

• Surveillance à distance : passerelle IoT standard avec connectivité Modbus TCP pour installer DCS ou SCADA ; sauvegarde des données dans le cloud (facultatif sur-serveur sur site).
• Pièces de rechange : kits de pièces de rechange d'une durée de 3 à 5 ans couvrant les roulements du turbodétendeur, le tamis moléculaire et les joints de soupape, livrés avec l'équipement principal.
• Services sur le terrain : supervision de l'installation, démarrage-et mise en service, formation des opérateurs (en classe + pratique-) et vérification annuelle des performances.
• Garantie : 12 mois à compter de l'acceptation pour le système complet ; Les composants de l'extrémité froide-du turbodétendeur ont été prolongés jusqu'à 24 mois.

Shenger Gas apporte des-capacités internes complètes en matière de génération d'azote cryogénique-depuis la simulation du processus de distillation et le calcul hydraulique des composants internes de la colonne jusqu'à l'analyse des contraintes de la boîte froide-le tout réalisé par notre propre équipe d'ingénierie. Chaque unité est soumise à des tests de performances à pleine charge-avant expédition. Pour les applications de semi-conducteurs, nous fournissons des interfaces supplémentaires pour la-surveillance des particules en ligne et l'intégration de l'analyse des traces-d'impuretés, garantissant ainsi que la qualité de l'azote reste traçable et vérifiable tout au long de la production. Pour une discussion plus approfondie sur les grades de pureté spécifiques, les fluctuations de débit ou les contraintes d’aménagement du site, notre groupe d’ingénierie technique est disponible pour consultation.

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