مقدمة إلى خزانة الغاز المتخصصة BSGS

خزانة الغاز المتخصص BSGS

في مرافق التصنيع المتطورة لأشباه الموصلات، وشاشات TFT-LCD، والخلايا الكهروضوئية، وبطاريات الليثيوم أيون، وغيرها من الصناعات، يتم توصيل الغازات المتخصصة مثل السيلان (SiH₄)، والأمونيا (NH₃)، والهيدروجين (H₂)، والكلور (Cl₂)، وسداسي فلوريد التنغستن (WF₆)، وغيرها من الغازات المتخصصة إلى الموقع في أسطوانات عالية الضغط ونقلها عبر أنابيب إلى غرف العمليات لتسهيل العمليات الحرجة مثل ترسيب الأغشية، والحفر، والتطعيم. معظم هذه الغازات قابلة للاشتعال، أو متفجرة، أو شديدة السمية، أو شديدة التآكل. بين الأسطوانات ومعدات العمليات، يجب أن يكون هناك مركز مركزي يدمج التخزين، وتنظيم الضغط، والتبديل، والمراقبة، والتداخل، ومعالجة غاز العادم - نظام الغاز المتخصص بالجملة (BSGS).

مقدمة الوظيفة

نظرة عامة على خزانة الغاز المتخصص BSGS

عرض خزانة الغاز المتخصص BSGS من Wofly Technology

01 الهيكل العام

خزانة الغاز المتخصص BSGS هي خزانة فولاذية عمودية تدمج ست وحدات: منطقة تخزين أسطوانات محكمة الإغلاق، وتجميع مشعب وصمام توزيع الغاز من الفولاذ المقاوم للصدأ، ووحدة تنظيم الضغط، ووحدة تحكم بواجهة الإنسان والآلة تعتمد على PLC، ووحدة اكتشاف الغاز والتداخل الآمن، ووحدة معالجة غاز العادم. تستخدم خطوط الغاز أنابيب من الفولاذ المقاوم للصدأ 316L EP/BA وصمامات غشائية عالية النقاء لتلبية متطلبات الغاز عالي النقاء من SEMI. تم تجهيز الجزء العلوي من الخزانة بأضواء إنذار حمراء وصفراء وخضراء، ويتميز باب الخزانة بنافذة عرض وقفل ميكانيكي. يتم تثبيت الأسطوانات على أقواس مخصصة، ولا يجوز استبدال الأسطوانات إلا بعد اكتمال عملية العزل والتطهير بنجاح.

                       داخل خزانة الغاز المتخصص BSGS

02 التبديل التلقائي للخزان المزدوج

تم تكوين BSGS بخطين غاز متطابقين: أحدهما للأسطوانة الأساسية والآخر للأسطوانة الاحتياطية. تراقب PLC ضغط المخرج للأسطوانة الأساسية في الوقت الفعلي. عندما ينخفض الضغط إلى نقطة ضبط حد العملية السفلى، فإنه يغلق تلقائيًا تجميع صمام الأسطوانة الأساسية ويفتح تجميع صمام الأسطوانة الاحتياطية، مما يتيح التبديل دون مقاطعة التشغيل مع إطلاق إنذار للإشارة إلى الحاجة إلى تغيير الأسطوانة. هذا يمنع انقطاع غاز العملية بسبب نفاد أسطوانة واحدة. أثناء عملية التبديل، يقوم النظام تلقائيًا بتطهير خط الأنابيب والاحتفاظ بالضغط (فحص التسرب) لمنع التلوث المتبادل للغاز بين الخطين وتدفق الهواء العكسي إلى أنابيب عالية النقاء.

03 تنظيم الضغط متعدد المراحل وإخراج ضغط مستقر

تتراوح ضغوط الأسطوانات من عدة ميجا باسكال إلى أكثر من عشرة ميجا باسكال (ضغط بخار NH3 حوالي 0.9 ميجا باسكال، بينما يمكن أن تصل أسطوانات SiH4 عالية الضغط إلى أكثر من عشرة ميجا باسكال)، بينما تتطلب نهاية العملية فقط 0.2 إلى 0.5 ميجا باسكال. تعمل خزانة الغاز المتخصص BSGS على استقرار ضغط المخرج من خلال عملية تقليل الضغط على مرحلتين - تقليل الضغط الأساسي (على جانب الضغط العالي) وتقليل الضغط الثانوي (ضبط دقيق على جانب الضغط المنخفض) - بالاقتران مع مقاييس الضغط، وأجهزة إرسال الضغط، وألواح الفتحات. يتم تركيب صمامات غشائية هوائية وصمامات فحص على المشعب، مع صمامات تتميز بوصلات ختم وجه VCR من 316L.

                      عرض أنابيب لوحة خزانة الغاز الخاصة

04 اكتشاف التسرب وإنذارات التداخل الآمن

يتم تركيب كاشفات داخل الخزانة وفقًا لخصائص الغازات: تستخدم كاشفات الاحتراق التحفيزي أو الأشعة تحت الحمراء للغازات القابلة للاحتراق (H₂، SiH₄، NH₃)؛ وتستخدم الكاشفات الكهروكيميائية للغازات شديدة السمية والتآكل (Cl₂، PH₃، AsH₃)، ويتم وضعها في الجزء السفلي أو العلوي من الخزانة بناءً على كثافة الغازات. عندما يصل التركيز إلى عتبة الإنذار المنخفض، يتم تشغيل إنذار صوتي ومرئي وإرسال إشارة؛ وعندما يصل إلى عتبة الإنذار العالي، يتم إغلاق صمام نهاية الأسطوانة تلقائيًا، ويتم تنشيط التهوية الطارئة، ويتم إيقاف تشغيل الدوائر الكهربائية غير المقاومة للانفجار، ويتم إرسال إشارة تداخل إلى نظام الكشف عن الغاز (GDS) الخاص بالمصنع.

                                   عرض كاشف الدخان

05 الضغط الإيجابي المقاوم للانفجار والسلامة الكهربائية

بالنسبة للتطبيقات التي تتضمن غازات قابلة للاشتعال ومتفجرة مثل SiH₄، H₂، و NH₃، تم تجهيز خزانة الغاز المتخصص BSGS بخزانة تحكم بالضغط الإيجابي المقاوم للانفجار من نوع PXK. يتم توفير هواء مضغوط نظيف أو نيتروجين (N₂) إلى الخزانة للحفاظ على ضغط إيجابي طفيف، مما يمنع اختلاط المخاليط المتفجرة من الخارج؛ تقع شاشة اللمس HMI، وزر الإيقاف الطارئ، وأجهزة الإنذار الصوتية والمرئية داخل غرفة الضغط الإيجابي، ويتم اختيار المكونات الكهربائية وفقًا لتصنيف الانفجار المقاوم للانفجار Ex.

          عرض خزانات الضغط الإيجابي المقاومة للانفجار

06 تنقية غاز العادم والامتثال لمعايير الانبعاثات

تطلق خزانة الغاز المتخصص BSGS كمية صغيرة من غاز العادم أثناء عمليات التطهير والاستبدال وتغيير الأسطوانة. بعد الامتصاص والتحييد، يتم تفريغ غاز العادم في الخارج عبر مجرى عادم مخصص بما يتوافق مع معايير الانبعاثات، مما يمنع تراكم الغازات السامة والقابلة للاشتعال في ورشة العمل.

مقدمة الوظيفة

دور خزانات الغاز المتخصص BSGS في أنظمة إمداد الغاز المتخصص بالجملة

               عرض معدات ورشة عمل Wofly Technology

01 استكشاف أخطاء نظام الارتباط وإصلاحها

تتكون سلسلة إمداد الغاز المتخصص الكاملة من أربعة أقسام: ① منطقة مصدر الغاز (غرفة الأسطوانات/محطة الغاز المتخصص) تخزن رفوف الأسطوانات؛ ② تتعامل خزانة الغاز المتخصص BSGS مع التبديل، وتنظيم الضغط، والمراقبة، والتداخل، ومعالجة غاز العادم؛ ③ أنابيب التوزيع وصناديق الصمامات (VMB/VMP) توصل الغازات عالية النقاء إلى مناطق العمليات المختلفة؛ ④ عند نهاية معدات العمليات (الأداة)، يتم توجيه الغازات عبر لوحة التحكم في الغاز عند نقطة النهاية (GCP) إلى غرف الحفر والترسيب وزرع الأيونات. تقع خزانة الغاز المتخصص BSGS في القسم ② وتعمل كحد مادي وآمن بين منطقة تخزين الأسطوانات عالية الضغط وغرفة نظيفة.

  مجموعة مختارة من أنظمة الغاز المتخصص BSGS (للرجوع إليها فقط)

02 العزل الأمني

القيمة الأساسية للنظام لخزانة الغاز المتخصص BSGS هي العزل. يتم دائمًا احتواء الأسطوانات عالية الضغط وشديدة السمية والقابلة للاشتعال داخل خزانة مجهزة بنافذة عرض؛ أثناء التشغيل العادي، لا يتلامس الأفراد مع خطوط الغاز عالية الضغط. في حالة حدوث تسرب، يتم تنشيط التهوية الطارئة على الفور، ويقوم تداخل الإنذار العالي بإيقاف تشغيل الصمام. يتم احتواء الغاز المتسرب داخل الخزانة، وتنقيته، ثم تفريغه، مما يمنع انتشاره إلى الغرفة النظيفة أو الممرات أو مناطق تشغيل الأفراد، وبالتالي ضمان بقاء تركيزات الغاز في منطقة ورشة العمل الرئيسية أقل من حد التعرض المهني (OEL) في جميع الأوقات.

03 إمداد غاز مستمر

تعمل خطوط إنتاج أشباه الموصلات على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع، ويمكن أن يؤدي انقطاع واحد في إمداد الغاز لمعدة واحدة إلى إلغاء دفعة كاملة من الرقائق. يحول نظام التبديل التلقائي للأسطوانة المزدوجة لخزانة الغاز المتخصص BSGS استبدال الأسطوانة من عملية غير متصلة بالإنترنت إلى عملية متصلة بالإنترنت: عندما تنفد الأسطوانة الأساسية، تأتي الأسطوانة الاحتياطية تلقائيًا عبر الإنترنت، مما يسمح لموظفي التشغيل والصيانة باستبدال الأسطوانة الفارغة دون مقاطعة العملية. بعد الاستبدال، يقوم النظام تلقائيًا بإجراء صيانة الضغط والتطهير قبل التبديل مرة أخرى إلى مسار الإمداد الأساسي، مما يضمن بشكل مباشر معدل استخدام خط الإنتاج الإجمالي.

                                عرض خط أنابيب الغاز بالجملة

04 استقرار الضغط الثانوي وجودة إمداد الهواء

عادةً ما تزود خزانات الغاز المتخصص BSGS معدات العمليات عبر أنابيب BA/EP تمتد لمسافات تتراوح من عشرات إلى مئات الأمتار. على طول المسار، تحدث تقلبات في الضغط بسبب مقاومة الاحتكاك، وتوزيع الغاز عند VMB، والاستهلاك المتزامن للغاز بواسطة معدات متعددة. تقوم خزانة الغاز المتخصص BSGS بضبط ضغط المخرج بدقة لمتطلبات العملية في مرحلة تنظيم الضغط الثانوي. بالعمل بالاقتران مع جهاز إرسال ضغط لاحق للتعويض بالحلقة المغلقة، فإنه يحافظ على ضغط إدخال مستقر عند VMB، وبالتالي يمنع الأجهزة المتعددة من التنافس على الغاز وتجنب تقلبات معدل التدفق التي يمكن أن تؤثر على توحيد الفيلم وانتقائية الحفر.

                              عرض تقديمي لمشروع غاز بالجملة

05 تحميل البيانات المتكامل مع أنظمة GDS/GMS

يعمل BSGS الحديث كعقدة ميدانية لنظام الكشف عن الغاز على مستوى المصنع (GDS) ونظام مراقبة الغاز (GMS). عبر الأسلاك الصلبة أو اتصال Modbus/Profinet، ينقل BSGS بيانات في الوقت الفعلي - بما في ذلك حالة الأسطوانة (قيد الاستخدام/احتياطي/فارغة)، وضغط الإدخال والإخراج، والتدفق التراكمي، وتركيز الكاشف، وحالة باب الخزانة، ورموز الإنذار - إلى غرفة المراقبة المركزية. هذا يمكّن موظفي التشغيل والصيانة من تحديد الخزانات التي تتطلب استبدال الأسطوانات عن بُعد والأقسام التي بها تسربات طفيفة في الأنابيب، مما يسهل الصيانة التنبؤية.

06 الامتثال للحلقة المغلقة من جانب الانبعاثات

تقوم خزانة الغاز المتخصص BSGS بمعالجة مسبقة لغازات العادم من عمليات التطهير والاستبدال واكتشاف التسرب داخل الخزانة قبل توجيهها إلى جهاز التنقية الخاص بالمصنع للتفريغ المركزي. بالاشتراك مع نظام تهوية العادم الخاص بالمصنع، يشكل هذا نظامًا كاملاً ومتوافقًا للحلقة المغلقة يمتد من مصدر الغاز، ونقطة الاستخدام، والتفريغ. هذا النظام للحلقة المغلقة هو متطلب إلزامي للمنشآت شبه الموصلات الجديدة والمُعاد تجهيزها بموجب معايير مثل SEMI S2 (دليل تقييم سلامة معدات أشباه الموصلات)، و GB 50177 (قانون تصميم محطات الهيدروجين)، و GB/T 50493 (معيار التصميم لأنظمة الكشف عن الغازات القابلة للاشتعال/السامة والإنذار).

                              عرض تقديمي لمشروع غاز بالجملة