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電子芯片超純水氮封閥工作原理

自力式氮封（微壓）調(diào)節(jié)閥（簡稱微壓閥），是不需要任何外加能源，利用被調(diào)介質(zhì)自身能量而實(shí)現(xiàn)自動調(diào)節(jié)的執(zhí)行器產(chǎn)品。該產(chǎn)品采用平衡型單座閥快開流量特性調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，控制介質(zhì)壓力穩(wěn)定，且調(diào)節(jié)精度高，用于微壓控制，密封性能安全可靠，在動行期間可任意對設(shè)定值進(jìn)行調(diào)整等特點(diǎn)。因而它適用于各種工業(yè)爐燃燒系統(tǒng)燃料氣體，石油在制品或油庫貯罐保護(hù)氣體與熱處理保護(hù)氣體的微壓自動調(diào)節(jié)等場合。

芯片制造，是一個的行業(yè)，生產(chǎn)一張12寸的硅片，要用掉8噸水，能裝滿一臺灑水車，臺積電一天用水15萬噸，相當(dāng)于每天抽干80個泳池，因特爾一年用水3400萬噸，等于每年吸干2.5萬個西湖，芯片廠要這么多水干什么呢？一部分，冷卻降溫，一部分，配置溶劑，更多的用來給芯片洗澡，在被封裝保護(hù)前，嬌嫩的芯片有著嚴(yán)重的潔癖，所以動輒上千道工序的芯片生產(chǎn)中，有30%都在重復(fù)一件事情，濕法清洗，用大量的水和化學(xué)溶劑，清洗硅片，去除上一道工序的殘留，為下一步做準(zhǔn)備，光刻熏蒸前要清洗，曝光顯影后要清洗，高溫擴(kuò)散前要清洗，濕法刻蝕后更要清洗，不過芯片的洗澡水，可不是普通的水。

水在我們的生活中隨處可見，我們常喝的飲用水，每升含有100毫克以上的金屬元素，大部分以離子形態(tài)溶于水中，它們是水之所以導(dǎo)電的原因，也決定了一杯水的風(fēng)味與口感，水有點(diǎn)苦，通常鎂離子偏高；水有點(diǎn)澀，一般鐵離子過剩；水有點(diǎn)咸，因?yàn)殁c離子屬鹽，水中溶解的除了金屬離子，還有氣體，只要這杯水還在大氣層，里面就會溶解氧，二氧化碳等各類氣體，而不溶于水的雜質(zhì)就更多了，比如細(xì)小顆粒物和各種微生物，天然礦泉水中，存在一定量的藻類和細(xì)菌，瓶裝礦泉水雖然會經(jīng)過額外的滅菌處理，但也只是控制菌落總數(shù)不超標(biāo)。

盡管水中有怎么多亂七八糟的東西，對于人類而言，一杯水，只要致病菌不過量，礦物質(zhì)不超標(biāo)，那就叫干凈又衛(wèi)生，可對于芯片來說，水里的這一丁點(diǎn)雜質(zhì)，確實(shí)邋遢又致命，金屬離子會影響器件的閾值電壓；溶解氣體，會干擾硅片的氧化覆膜，細(xì)菌有機(jī)物能引起PN結(jié)的短路漏電，細(xì)小顆粒物，會導(dǎo)致硅片的表面缺陷，因此能接觸芯片的水，必須是超純水。什么是超純水？就是比純凈水還要干凈衛(wèi)生，比蒸餾水還要滴滴清純的純粹的水。沒有金屬離子，沒有氣體塵埃，沒有細(xì)菌病毒，只有氫氧元素組成的水，以我們目前的科技水平，能量產(chǎn)出來最純的水，是半導(dǎo)體超純水，它的各項(xiàng)指標(biāo)，比醫(yī)用無菌注射水要嚴(yán)格數(shù)百倍。

電子芯片超純水氮封閥工作原理捕獲中微子：

當(dāng)然超純水除了用于醫(yī)療制藥，生產(chǎn)芯片，還能用來探索宇宙，有名的超純水系統(tǒng)在日本神岡町地下1000米的廢棄礦山里，東京大學(xué)在這里建了一個直徑40米的巨型水桶，桶內(nèi)是5萬噸不斷循環(huán)的超純水，四周遍布的金球，則是一個個光電倍增管，用來捕捉宇宙中微子的蹤影，這些幽靈粒子可穿透萬物，只有在水中恰好遇上氫氧元素的原子核或電子時，才會引發(fā)切倫夫輻射，產(chǎn)生一絲微光，中微子的這一點(diǎn)光亮，實(shí)在太過微弱，因此水中不能有任何雜質(zhì)，否則就會被阻擋吸收，這就是用來觀測超新星爆發(fā)，研究太陽中微子的超級神岡探測器，為日本贏得了02年的諾貝爾物理學(xué)獎，神岡團(tuán)隊(duì)還在計劃擴(kuò)建一個更大的探測器，要用26萬噸的超純水，在2027年打造一個更大的超純水桶，來窺探更多的宇宙奧秘。

電子芯片超純水氮封閥工作原理制備超純水：

那芯片廠是如何生產(chǎn)超純水的呢？這里面至少要經(jīng)歷三個階段，自來水凈化成為純水，純水超凈化成為超純水，第一階段又叫水質(zhì)預(yù)處理，使用多介質(zhì)過濾器和超濾設(shè)備，來去除水中的絕大部分顆粒物，懸浮物和膠體，除此之外，還要加入活性炭過濾器來吸附有機(jī)物，或者亞硫酸氫鈉來去除游離氯等氧化性物質(zhì)，當(dāng)完成各種物理過慮和化學(xué)軟化后，還要通過兩次反滲透膜進(jìn)行脫鹽，來去除水中的各種無機(jī)鹽，以及僥幸逃出過濾的有機(jī)物和微生物，

在預(yù)處理之后，進(jìn)入第二步的主處理階段，這里的凈水方法，除了前面的過濾和逆滲透，還包括紫外燈照射滅菌和氧化分解有機(jī)物，來進(jìn)一步降低水體中的總有機(jī)碳成分，同時還要用連續(xù)電解除鹽技術(shù)（EDI/CEDI)，來解決水中剩余的陰陽離子，最后用真空除氣機(jī)和多級脫氣膜，來去除水中的各類溶解氣體，到此，芯片廠就把自來水提煉成了純水，暫時儲存在充滿氮?dú)獾募兯壑?，而從純凈水到超純水，還要經(jīng)歷第三步，水的拋光處理（polish），也就是精制處理階段，這一部分簡單說就是前兩步的梅開二度，要把之前出現(xiàn)過的各種凈水裝置再度集結(jié)在一個管道系統(tǒng)中，讓純水在其中高速循環(huán)，再來億遍，確保純水成為超純水，并在無限循環(huán)中保持純度，直到在用水點(diǎn)被取出，用來造芯片，

經(jīng)過這么一番折騰，自來水在凈化過程中，要損失3-4成水量，才能成為超純水，同時芯片生產(chǎn)過程，極其費(fèi)水，大量超純水不僅用于濕法清洗，還包括了浸沒式光刻，配置刻蝕溶液，化學(xué)機(jī)械拋光（CMP），硅片切割降溫等等工序，所以說芯片制造是一個的行業(yè)，對于水質(zhì)和水量的要求都極其高，

二、電子芯片超純水氮封閥工作原理結(jié)構(gòu)與原理
技術(shù)參數(shù)

規(guī)格重量

2.2．電子芯片超純水氮封閥工作原理作用原理

微壓閥主要由檢測執(zhí)行機(jī)構(gòu)與調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)兩部分組成。其結(jié)構(gòu)與原理見圖一。
介質(zhì)由箭頭方向進(jìn)入閥體，經(jīng)閥芯、閥座節(jié)流后輸出。另一路經(jīng)聯(lián)接管進(jìn)入檢測機(jī)構(gòu)膜室，作用在膜片上，使閥芯作相應(yīng)的位移，以達(dá)到自動控制流量的目的。如輸出壓力升高時，作用在膜片上的力增大，壓縮彈簧，帶動閥桿，使閥座與閥芯間的流通面積減小，直到閥后壓力降到設(shè)定值為止。
同理，如輸出壓力降低時，作用在膜片上的力減小，由于彈簧的反作用力，推動閥桿，使閥座與閥芯間的流通面積增大，直到閥后壓力升高到設(shè)定值為止，設(shè)定值可通過彈簧的調(diào)節(jié)達(dá)到。

三、電子芯片超純水氮封閥工作原理的應(yīng)用：
  氮封閥氮?dú)獗Ｗo(hù)系統(tǒng)裝置由供氮閥、 泄氮閥、 呼吸閥三個閥門組成，供氮閥由指揮器和主閥兩部分組成；泄氮閥由內(nèi)反饋的壓開型微壓調(diào)節(jié)閥組成，氮?dú)鈮毫σ话阍O(shè)為100mmH2O，通過氮封裝置精確控制。
  當(dāng)儲罐進(jìn)液閥開啟，向罐內(nèi)添加物料時，液面上升，氣相部分容積減小，壓力升高，當(dāng)罐內(nèi)壓力升至高于ZZVP-16K泄氮閥壓力設(shè)定值時，泄氮閥打開，向外界釋放氮?dú)?，使罐?nèi)壓力下降，降至泄氮閥壓力設(shè)定點(diǎn)時，自動關(guān)閉。
  當(dāng)儲罐出液閥開啟，用戶放料時，液面下降，氣相部分容積增大，罐內(nèi)壓力降低，ZZYVP-16B供氮閥開啟，向儲罐內(nèi)注入氮?dú)?，使罐?nèi)壓力上升，升至供氮閥壓力設(shè)定點(diǎn)，自動關(guān)閉。
供氮閥（供氮裝置） 工作原理：
      當(dāng)儲罐出液閥開啟，用戶放料時，液面下降，氣相部分容積增大，罐內(nèi)氮?dú)鈮毫档?，供氮閥開啟，向儲罐注入氮?dú)?，罐?nèi)氮?dú)鈮毫ι仙?，?dāng)罐內(nèi)壓力上升至供氮閥壓力設(shè)定值時，供氮閥自動關(guān)閉。
 當(dāng)儲罐進(jìn)液閥開啟，向罐內(nèi)添加物料時，液面上升，氣相部分容積減小，壓力升高，當(dāng)高于泄氮閥壓力設(shè)定值時，泄氮閥打開，向外界釋放氮?dú)猓迌?nèi)氮?dú)鈮毫ο陆?，降至泄氮閥壓力設(shè)定值時，泄氮閥自動關(guān)閉

電子芯片超純水氮封閥工作原理

　1正壓法
　　即提高水箱內(nèi)存氣的壓力,當(dāng)水位上升使氣壓升高到.02Mpa(表壓)以上時,再啟動電磁閥開始排氣。這種方式,理論上可節(jié)氣50%以上。但是,由于超純水系統(tǒng)循環(huán)回水通常都是進(jìn)入氮封水箱的,故必須將回水壓力提高,同時回水管道必須改成U進(jìn)水,否則氮?dú)饴┤斯艿老到y(tǒng),甚至使系統(tǒng)無法回水。此外,水箱必須按承壓容器重新設(shè)計。故采用這種方式,很難在實(shí)際應(yīng)用中推廣。
　　2負(fù)壓法
　　即降低對水箱內(nèi)補(bǔ)充氮?dú)獾脑O(shè)定壓力,當(dāng)水箱內(nèi)氣壓因水位降低下降到-38ommHg時,再啟動電磁閥開始補(bǔ)充氮?dú)?。這種方式,設(shè)計完善的話,可以節(jié)約80%以上的氮?dú)?。但?該方法也有明顯的缺點(diǎn),一是純水水箱一般采用高分子合成材料制造,耐負(fù)壓能力弱,有一定危險性,如果水箱設(shè)計、制造和運(yùn)行中疏忽大意,易造成事故;二是對水箱的氣密性要求較高,必須嚴(yán)格檢漏,同時管道和閥門應(yīng)專門設(shè)計以防誤操作造成空氣進(jìn)入;三是必須將水箱高水位h:調(diào)低,使上方存氣空間增大,才能取得較高的節(jié)省氮?dú)庑Ч?如此一來,水箱的實(shí)際貯水量減少,調(diào)節(jié)用水。
　　3皮囊替換法
　　就是用一個大的皮囊,和水箱上方的存氣空間相連,水位上升時氮?dú)鈴乃溥M(jìn)入皮囊,水位下降時氮?dú)鈴钠つ疫M(jìn)人水箱,如此可幾乎不消耗氮?dú)狻５?皮囊必須足夠大(至少不能小于水箱體積),如此在運(yùn)行管理上將十分麻煩。而且皮囊本身也容易損壞,造成事故。氮?dú)庠谄つ抑蟹磸?fù)進(jìn)出,也會將皮囊中的污物帶人水箱,污染水質(zhì)。
　　4結(jié)合上述三種原理的專用氮封器
　　該裝置為一以304不銹鋼制造的氣罐,體積可根據(jù)氮封水箱的大小作相應(yīng)調(diào)整,補(bǔ)氣壓力為-0.15kgf/cm2,排氣壓力為0.05MaP,氮封器與氮封水箱間以管道相連,進(jìn)、排氣管道及安全裝置均設(shè)在氮封器上,簡化了氮封水箱的結(jié)構(gòu),也便于施工人員現(xiàn)場安裝調(diào)試。采用該方法,不需對原有氮封水箱作任何改動,可比原有水封裝置節(jié)約80%以上的氮?dú)?且負(fù)壓值和正壓值大小可自行調(diào)節(jié),以達(dá)到最佳節(jié)氣效果,值得推廣應(yīng)用。