Kokį vaidmenį atlieka PTFE keitikliai aušinant karšto proceso dujas cheminio nusodinimo garais (CVD) išmetamosiose dujose?

Išmetamųjų dujų srautas iš cheminio garų nusodinimo kameros yra bauginanti karštų, nesureagavusių, piroforinių dujų, tokių kaip silanas, ir korozinių metalų fluoridų, tokių kaip volframo heksafluoridas, sriuba. Kai šios dujos vėsta, susidaro šiurkščių, lipnių, kietų dalelių debesis, kuris užkimštų ir sugadintų įprastą metalinį šilumokaitį. PTFE šilumokaitis sukurtas taip, kad išgyventų šį siaubą.

PTFE šilumokaičių CVD išmetimo aušinimo atveju medžiagos pasirinkimas yra ne tik efektyvumo, bet ir patvarumo chemiškai priešiškoje, daleles gaminančioje aplinkoje, klausimas.

Aušinimo funkcija ŠKL išmetimo sistemose
Išmetamųjų dujų srautai iš CVD reaktorių, naudojamų puslaidininkių ir pažangioms medžiagoms apdoroti, turi būti atšaldyti prieš patekdami į tolesnę apdorojimo įrangą, pavyzdžiui:

Drėgni arba sausi šveitikliai

Vakuuminės siurblinės sistemos

Reaktoriai mažinimui

Dujų neutralizavimo įrenginiai.

Pagrindinis šilumokaičio tikslas yra sumažinti dujų temperatūrą iki tokio lygio, kad būtų sumažintas reakcijos greitis, o tolesni komponentai būtų apsaugoti nuo terminių ir cheminių pažeidimų.

Dėl puikaus atsparumo cheminėms medžiagoms ir nepridegančio paviršiaus-dažnai pasirenkamas PTFE apvalkalas-ir{2}}vamzdžių keitiklis.

Cheminiai ir kietųjų dalelių iššūkiai išmetamųjų dujų srautuose
CVD išmetamųjų dujų srautus gali sudaryti:

Piroforiniai pirmtakai, tokie kaip silanas (SiH4)

Labai ėsdinantys fluoridai, tokie kaip WF6 (volframo heksafluoridas)

Vandenilio chlorido rūgštis (HCl) ir kitos rūgštinės dujos

Šalutiniai reakcijos produktai yra silicio dioksidas, metalų fluoridai ir oksidai

Kai temperatūra šilumokaityje nukrenta, šios rūšys kondensuojasi ir vyksta antrinės reakcijos ir susidaro:

Dulkių dalelės, kietos medžiagos

Kristalinės abrazyvinės nuosėdos

Lipnios polimerinės nuosėdos

Klasikinėse metalinėse sistemose tokio tipo kietosios medžiagos paprastai yra kietos, trapios ir labai lipnios.

PTFE vamzdžių veikimas dalelių formavimo aplinkoje
PTFE šilumokaičio CVD išmetimo aušinimo metu PTFE vamzdžių pluoštas suteikia du svarbius pranašumus, ty cheminį inertiškumą ir mechaninį neprilipimą.

PTFE vamzdeliai yra lanksti, besiliejanti oda, prie kurios lipnios, abrazyvinės dalelės negali prilipti...

Pagrindiniai veikimo mechanizmai yra

Labai maža paviršiaus energija reiškia, kad kietosios dalelės prie jo neprilimpa

Lygios vidinės sienos trukdo susidaryti stabiliems nuosėdų sluoksniams.

Mikro-PTFE vamzdelių judėjimas sraute dėl jo lankstumo.

Šiluminis ciklas susilpnina indėlių ryšius dėl diferencinės plėtros

Taigi nusėdusios dalelės gali:

Lūžti arba įtrūkti esant šiluminiam stresui

Plikimas dėl vibracijos ir srauto pulsacijos

Vietoj storų nešvarumų sluoksnių vėl-įtraukite į dujų srautą

Šis savaiminio-išsiliejimo veiksmas labai sumažina ilgalaikės-kliūties galimybę.

Sistemos konfigūracija ir srauto kryptis
PTFE šilumokaičiai, skirti CVD išmetimo paslaugai, paprastai gaminami naudojant:

Vertikalaus įrengimo orientacija

Vamzdžio pusės dujų srautas

Aušinimo skysčio cirkuliacija korpuso pusėje

Srauto greitis reguliuojamas, kad būtų išvengta karštųjų taškų

Vertikalus išdėstymas ypač naudingas tuo, kad gravitacija padeda pašalinti neprisijungusias daleles ir sumažina jų kaupimąsi izoliuotose vietose.

Temperatūros kontrolė ir medžiagų apribojimai
Tačiau, nepaisant cheminių pranašumų, PTFE turi griežtą nuolatinės eksploatacijos temperatūros ribą, siekiančią maždaug . 110 laipsnį. CVD išmetimo aušinimo sistemos atlieka lemiamą vaidmenį šiluminėje kontrolėje.

Įprastos kontrolės taktikos yra šios:

Išankstinis karštų išmetamųjų dujų praskiedimas atšaldytais N2 srautais

Kelių{0}}pakopų vėsinimas

Temperatūros stebėjimas realiu laiku prie įėjimo ir išleidimo angos

Subalansuoti srautą, kad būtų išvengta vietinio perkaitimo

Temperatūros nekontroliavimas gali sukelti mechaninį PTFE vamzdelių gedimą ir ribotą tarnavimo laiką.

Saugos pastaba: CVD išmetamųjų dujų pavojaus tvarkymas
CVD išmetimo sistemos yra žinomos dėl didelio cheminio ir fizinio pavojaus. Jie apima:

Piroforinių dujų užsidegimo pavojus (pvz., silano poveikis orui)

Itin nuodingi ir ėsdinantys fluoro junginiai

Abrazyvinių dalelių išmetimas dėl nuosėdų išsiskyrimo

Padidėjęs slėgio ir temperatūros pokyčiai

Todėl šioje programoje naudojami PTFE šilumokaičiai dažnai nustatomi:

Antrinės izoliacinės konstrukcijos

Nuotėkio aptikimo sistemos, nuolatinės

griežti slėgio ir vientisumo tikrinimo režimai

Izoliuotos vėdinimo ir mažinimo sistemos

Saugos patvirtinimas laikomas pagrindiniu projektavimo poreikiu, o ne papildomais svarstymais.

Eksploatacijos ir priežiūros privalumai
PTFE{0}}pagrįstos sistemos, palyginti su standžiais metaliniais arba keraminiais šilumokaičiais, siūlo:

Ilgas veikimas tarp valymo ciklų

Mažesnė katastrofiškų užsikimšimų rizika

Mažesnis mechaninio valymo intervencijų greitis

Geresnis stabilumas veikiant korozinėms dujoms

Savaiminio-nuosėdų išsiliejimo charakteristika žymiai sumažina techninės priežiūros prastovos laiką didelio grynumo puslaidininkių gamybos aplinkoje.

Abstraktus
PTFE šilumokaitis suteikia ilgalaikį -savaime{1}} išsivalantį terminį barjerą CVD išmetimo sistemoms, leidžiantį saugiai aušinti labai reaktyvius ir daleles -sudarančius dujų srautus. Cheminis inertiškumas ir mechaninis lankstumas derinami PTFE šilumokaičio CVD išmetimo aušinime, kad būtų išvengta užsiteršimo ir apsaugota paskesnė įranga nuo korozinių ir abrazyvinių pažeidimų.

Tvirčiausi yra ne tie metalai, kurie valdo stipriausius išmetamųjų dujų srautus, o chemiškai inertiškiausios ir mechaniškai labiausiai pritaikomos medžiagos. Puslaidininkinėse ir pažangiosiose nusodinimo sistemose PTFE šilumokaičiai yra esminis kontaktas tarp atšiauriausios cheminės aplinkos ir kontroliuojamo proceso infrastruktūros.