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4:.4 硅烷—工艺系统
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4.4.1! 硅烷在半—。导体、太阳》能光伏电池、平【板显示器《、化:合物半导体、光纤】预制棒?等电子?工程制造领》域广泛应用硅烷的】主,要物化?性质见表2》
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表2 硅】烷的主要物理—化学性质
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— 硅》烷在空气《中的燃烧范围为【1.37%》。~96%空气中硅】烷浓度在1》.37%《~4.5%时—遇外界火《源时会产生爆燃速】度,可达5m/s;当】空气中硅烷浓度超过!。4.5%处于亚稳定!状态:会发生延迟》自燃性;浓度越【高延迟时《。。间越:短,这种延迟自燃—性会导致爆》燃甚至爆轰
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—。 硅烷的首要—危害是它的自燃【。性,毒性为?次要:危害硅?。烷的半致死浓度【(LC50)—为9600p—pm(?大鼠4h吸入—)工作场所最高允】许浓度为5pp【m
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4:.4.2《 硅烷《输送系?统是指从硅烷—气,瓶至生产工艺设【备,用气处的管》路系统为确》保,生产安全和》避免硅烷气泄漏至】房间目前电》子工厂的硅烷系统均!设有硅烷容》器、气体面板或气】柜、阀门分》配箱以及相应的连】。。接管道等为此做【了本条规定》
4.】4.3 从—工,程实际情况看典型】的,硅烷气体面板主【要包括减压过—滤、吹?扫/排放《、安全控《。制等:功能典型《的硅烷面板示—意图:见图2
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图2 ! 硅烷面板示意图
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4—.4.4 本条】。为强制性条文必【须严:格,执行本条规定—。了硅烷系统》必,。须采用独立的—惰性气源进》行吹扫目的》是为了防止硅烷本】质气体对吹》扫气体的污染美【国国家标《准学:会标准硅烷和—硅烷混?合物的储存和操作A!N,SI/CGA—-,G13-201【5第:15.2《条(专用吹扫气源)!也做了规定》。用于在?气,源,位,置吹扫硅烷输送【系统管道和部件的】吹扫气体应由专用】的惰性气体供应来源!提供(图3)
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,图3: 惰?性气体吹扫示意【图
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4.4.5【 鉴于硅》。烷的而物《。理化:学性:质和安全运》行的要求硅烷—阀门分配箱(—VMB)《用于把主管》道分成多《个支路进行供气阀】门分:。配箱支路在打开前后!。均需要使用惰性【气体进行吹》扫考虑?硅烷的自《燃,性质本条规定硅【烷阀门分配箱应设】置气体泄《漏探测器和》紫外:、红外火焰探—测器
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4.4.6 】本条:对硅烷系《统的:排气装置的》设置做了规定
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】1,。。 为防止硅烷气】体在排风系》统内引发《。着火和?爆炸或?可能与排风》系统中的相关物质】发,生化学反应引—发火:灾事:故本款规定硅—烷,的,放空不?得排入排《风系统?若排气中硅》烷浓度较高(—如高于0.34【。%时)通常采用燃】烧式尾气处理装置处!理后排入大气
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? ?2, 为了稀释硅烷】。用惰性氮气对—排放管道连续—吹扫防止大气中【。的,氧气进?入硅烷系统》本款规定放空管道吹!扫氮气最低流速【。。在0.3m》/s硅烷和硅—烷混合物的储—存和:操,作,ANSI《/CGA 》G-13-》201?5第1?4.5.1条也做】了规定该条内容【摘要如下《
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? 14《.5.1 为防】止大气中《的氧气?通过:尾气处理装置的尾气!管线进入硅》烷系统?尾气系?统应:。连续吹扫在尾气管线!内的最少吹扫—速度不得小于1ft!/s(0.3m/s!)
【4.4?.,7 本《条为强制性条文必须!。严格:执行从安全操作的】角度出发为了—在硅:烷站发生安全—事故时?操作人员能够进行】。远距离操作》减少事故对操作人】。员的伤害《本条规定硅》烷连接?管道:钢瓶侧应设置—常,闭式紧急《切断阀硅烷站—的安全出口至少【应设置一个手动【紧急切断按钮该手】动,紧急切断按》钮与输送装》置的距离不应—小于4?.6m硅烷站每个】安全出口应设置手动!。紧,急切断按钮从电【子工:厂硅:烷,站的实际情况看4.!6m是一个较为【合,适的距离典》型大宗硅烷站—布置见图4美—国国:家标准学会标准硅】烷和硅烷《混合物的储存和操作!ANSI/》C,GA G-1—3-2015第【6,.4:.1.1条(—远程布置手动切断】阀,)和第?6.4.《3条(气瓶系统【的,布置)图4的内【容也做了规定现摘录!如下
! 6.4.1.!1, 远程《布置手动切断—阀
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? , : 按照10.2.3!。最少设置一个远程】布置手动切断阀切断!。控制阀位《置与气体控制源和工!艺气体盘控制系【统不少于1》。5ft(4》.6m)切断—控,制的启动将直接切】断气源处(气瓶或】猪尾巴管《的ESO)的气体流!。动并隔离气源和输送!系统另外的远程【布置:手动切断控制—阀(ES《O)布置在保—护区域的每一个【出口
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图4 典】型大宗硅烷站布【置图
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4.4】.8 本》条对硅烷系》统阀:门、:附件的设置做出了】规定
】 , 1 由于】硅烷气体《。暴露在大气中—会发生自燃同时【为保证?硅烷:气体的纯度接触的】管道及?附件应具有化—学,稳定性?本,款规定?了硅烷输《。送系:统应采用金属—材,质的:波纹管?阀、隔?膜阀、调压阀—
】 2 为了防】止管路断裂造—成的硅烷大量泄【漏,通常大宗气源—应配置直径小—于3.175—mm的限流孔—。板(RFO)小钢】瓶,应配:置直:径小于0.25mm!的限流孔板
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》3 为了在硅烷】泄漏状态下切断【管路本款规定了【硅烷输送系统—应配置过《流,开关(E《F,S)并与《紧急切断阀门联锁由!于硅烷的焦耳—-汤姆孙效应非【常明显对于大—流量输送系统调压】阀会出现《结霜现象严重时会】造,成膜片变脆无法调】。节压力可通》。过对:气体进行加热来【解决美国国家标准学!会标准硅烷》和硅:烷混:合物:的,储存和操作ANS】I/C?GA G-13-】2015第10.】2.4条(限—流孔板)《该条内容摘录—如下
】 : 10《.2.4.》1 ?。非,大宗气源应配—。置直径小于0.2】5mm?。的限流孔板(—RFO)《。
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— 10.2【.4.2《 大宗气源—。应配置直径小于【3,.,175mm的限流】孔板:。(RFO)
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