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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）調節閥（簡稱微壓閥），是不需要任何外加能源，利用被調介質自身能量而實現自動調節的執行器產品。該產品采用平衡型單座閥快開流量特性調節機構，控制介質壓力穩定，且調節精度高，用于微壓控制，密封性能安全可靠，在動行期間可任意對設定值進行調整等特點。因而它適用于各種工業爐燃燒系統燃料氣體，石油在制品或油庫貯罐保護氣體與熱處理保護氣體的微壓自動調節等場合。

芯片制造，是一個的行業，生產一張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，在被封裝保護前，嬌嫩的芯片有著嚴重的潔癖，所以動輒上千道工序的芯片生產中，有30%都在重復一件事情，濕法清洗，用大量的水和化學溶劑，清洗硅片，去除上一道工序的殘留，為下一步做準備，光刻熏蒸前要清洗，曝光顯影后要清洗，高溫擴散前要清洗，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，大部分以離子形態溶于水中，它們是水之所以導電的原因，也決定了一杯水的風味與口感，水有點苦，通常鎂離子偏高；水有點澀，一般鐵離子過剩；水有點咸，因為鈉離子屬鹽，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，而不溶于水的雜質就更多了，比如細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菌，瓶裝礦泉水雖然會經過額外的滅菌處理，但也只是控制菌落總數不超標。

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，礦物質不超標，那就叫干凈又衛生，可對于芯片來說，水里的這一丁點雜質，確實邋遢又致命，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，細菌有機物能引起PN結的短路漏電，細小顆粒物，會導致硅片的表面缺陷，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，能量產出來最純的水，是半導體超純水，它的各項指標，比醫用無菌注射水要嚴格數百倍。

電子芯片超純水氮封閥工作原理捕獲中微子：

當然超純水除了用于醫療制藥，生產芯片，還能用來探索宇宙，有名的超純水系統在日本神岡町地下1000米的廢棄礦山里，東京大學在這里建了一個直徑40米的巨型水桶，桶內是5萬噸不斷循環的超純水，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，才會引發切倫夫輻射，產生一絲微光，中微子的這一點光亮，實在太過微弱，因此水中不能有任何雜質，否則就會被阻擋吸收，這就是用來觀測超新星爆發，研究太陽中微子的超級神岡探測器，為日本贏得了02年的諾貝爾物理學獎，神岡團隊還在計劃擴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超純水的呢？這里面至少要經歷三個階段，自來水凈化成為純水，純水超凈化成為超純水，第一階段又叫水質預處理，使用多介質過濾器和超濾設備，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物，或者亞硫酸氫鈉來去除游離氯等氧化性物質，當完成各種物理過慮和化學軟化后，還要通過兩次反滲透膜進行脫鹽，來去除水中的各種無機鹽，以及僥幸逃出過濾的有機物和微生物，

在預處理之后，進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物，來進一步降低水體中的總有機碳成分，同時還要用連續電解除鹽技術（EDI/CEDI)，來解決水中剩余的陰陽離子，最后用真空除氣機和多級脫氣膜，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，暫時儲存在充滿氮氣的純水槽中，而從純凈水到超純水，還要經歷第三步，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，要把之前出現過的各種凈水裝置再度集結在一個管道系統中，讓純水在其中高速循環，再來億遍，確保純水成為超純水，并在無限循環中保持純度，直到在用水點被取出，用來造芯片，

經過這么一番折騰，自來水在凈化過程中，要損失3-4成水量，才能成為超純水，同時芯片生產過程，極其費水，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，化學機械拋光（CMP），硅片切割降溫等等工序，所以說芯片制造是一個的行業，對于水質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構與原理
技術參數

規格重量

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行機構與調節機構兩部分組成。其結構與原理見圖一。
介質由箭頭方向進入閥體，經閥芯、閥座節流后輸出。另一路經聯接管進入檢測機構膜室，作用在膜片上，使閥芯作相應的位移，以達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定值為止，設定值可通過彈簧的調節達到。

三、電子芯片超純水氮封閥工作原理的應用：
  氮封閥氮氣保護系統裝置由供氮閥、 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；泄氮閥由內反饋的壓開型微壓調節閥組成，氮氣壓力一般設為100mmH2O，通過氮封裝置精確控制。
  當儲罐進液閥開啟，向罐內添加物料時，液面上升，氣相部分容積減小，壓力升高，當罐內壓力升至高于ZZVP-16K泄氮閥壓力設定值時，泄氮閥打開，向外界釋放氮氣，使罐內壓力下降，降至泄氮閥壓力設定點時，自動關閉。
  當儲罐出液閥開啟，用戶放料時，液面下降，氣相部分容積增大，罐內壓力降低，ZZYVP-16B供氮閥開啟，向儲罐內注入氮氣，使罐內壓力上升，升至供氮閥壓力設定點，自動關閉。
供氮閥（供氮裝置） 工作原理：
      當儲罐出液閥開啟，用戶放料時，液面下降，氣相部分容積增大，罐內氮氣壓力降低，供氮閥開啟，向儲罐注入氮氣，罐內氮氣壓力上升，當罐內壓力上升至供氮閥壓力設定值時，供氮閥自動關閉。
 當儲罐進液閥開啟，向罐內添加物料時，液面上升，氣相部分容積減小，壓力升高，當高于泄氮閥壓力設定值時，泄氮閥打開，向外界釋放氮氣，罐內氮氣壓力下降，降至泄氮閥壓力設定值時，泄氮閥自動關閉

電子芯片超純水氮封閥工作原理

　1正壓法
　　即提高水箱內存氣的壓力,當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,理論上可節氣50%以上。但是,由于超純水系統循環回水通常都是進入氮封水箱的,故必須將回水壓力提高,同時回水管道必須改成U進水,否則氮氣漏人管道系統,甚至使系統無法回水。此外,水箱必須按承壓容器重新設計。故采用這種方式,很難在實際應用中推廣。
　　2負壓法
　　即降低對水箱內補充氮氣的設定壓力,當水箱內氣壓因水位降低下降到-38ommHg時,再啟動電磁閥開始補充氮氣。這種方式,設計完善的話,可以節約80%以上的氮氣。但是,該方法也有明顯的缺點,一是純水水箱一般采用高分子合成材料制造,耐負壓能力弱,有一定危險性,如果水箱設計、制造和運行中疏忽大意,易造成事故;二是對水箱的氣密性要求較高,必須嚴格檢漏,同時管道和閥門應專門設計以防誤操作造成空氣進入;三是必須將水箱高水位h:調低,使上方存氣空間增大,才能取得較高的節省氮氣效果,如此一來,水箱的實際貯水量減少,調節用水。
　　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,水位上升時氮氣從水箱進入皮囊,水位下降時氮氣從皮囊進人水箱,如此可幾乎不消耗氮氣。但是,皮囊必須足夠大(至少不能小于水箱體積),如此在運行管理上將十分麻煩。而且皮囊本身也容易損壞,造成事故。氮氣在皮囊中反復進出,也會將皮囊中的污物帶人水箱,污染水質。
　　4結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,體積可根據氮封水箱的大小作相應調整,補氣壓力為-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、排氣管道及安全裝置均設在氮封器上,簡化了氮封水箱的結構,也便于施工人員現場安裝調試。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約80%以上的氮氣,且負壓值和正壓值大小可自行調節,以達到最佳節氣效果,值得推廣應用。