O ar comprimido das fábricas de chips precisa ser fornecido em pressões diferenciadas?

Classificação básica dos sistemas de ar comprimido em fábricas de chips

No processo de fabricação de semicondutores, o ar comprimido é uma fonte de energia indispensável. Os sistemas de ar comprimido das fábricas de chips costumam ser classificados, de acordo com a aplicação e os requisitos de qualidade, emAr limpo e seco (CDA)EAr de instrumentação (IA)Duas grandes categorias. Os diferentes tipos de ar apresentam diferenças significativas em termos de pressão, ponto de orvalho, teor de óleo e controle de partículas, o que determina a necessidade de adotar uma estratégia de fornecimento de ar por pressão diferenciada.

Por que as fábricas de chips precisam de fornecimento de ar sob pressão diferenciada?

• Atende às diversas necessidades de dispositivos:Dentro das fábricas de chips, há uma grande variedade de equipamentos, que vão desde grandes dispositivos auxiliares até pequenas válvulas pneumáticas, cada um com sua própria pressão de operação nominal. Uma alimentação de ar comprimido unificada em alta pressão pode danificar os equipamentos de baixa pressão, enquanto uma alimentação unificada em baixa pressão não consegue atender às necessidades de potência dos equipamentos de alta pressão.
• Evitar o desperdício de energia:Se toda a fábrica adotar um sistema de fornecimento de ar comprimido em alta pressão único, os equipamentos de baixa pressão nas extremidades precisarão reduzir a pressão por meio de válvulas de estrangulamento, o que resulta em grande desperdício de ar comprimido. O fornecimento de ar em múltiplas pressões permite ajustar a pressão de acordo com as necessidades reais da rede, reduzindo significativamente a pressão de descarga do compressor e, assim, economizando energia elétrica.
• Garantia da estabilidade da pressão:Os processos de fabricação de alta precisão são extremamente sensíveis às flutuações da pressão da fonte de ar. O fornecimento de ar por meio de sistemas de distribuição em pressões distintas permite isolar as diferentes áreas de consumo, evitando que variações súbitas no volume de ar utilizado em uma determinada área provoquem oscilações na pressão de toda a rede de tubulações da planta, garantindo assim a estabilidade da pressão do ar instrumento e dos equipamentos críticos de processo.

Formas de implementação do fornecimento de gás por pressão diferencial e projeto da rede de tubulações

Na concepção prática de sistemas de abastecimento de ar comprimido, a distribuição em diferentes pressões costuma ser realizada por meio de estações de redução de pressão em múltiplos estágios e de uma rede tubular em configuração anelar. O gás de alta pressão fornecido pela sala de compressores é inicialmente conduzido para…Estação principal de redução de pressão, após a redução para pressão média, é transportado até as diversas plantas de produção. No interior das instalações ou nas proximidades de determinados conjuntos de equipamentos, são instalados novamenteGrupo de válvulas de redução de pressão regionalOuVálvula de redução de pressão final, ajustando a pressão com precisão ao valor de configuração exigido pelo equipamento.

Além disso, no que diz respeito ao sistema de ar de instrumentação, por controlar diretamente diversos tipos de válvulas reguladoras e dispositivos de intertravamento de segurança do sistema de utilidades da planta, costuma‑se adotar um circuito de pressão separado, equipado com válvulas redutoras de pressão e filtros redundantes, a fim de garantir, mesmo em condições operacionais extremas, o fornecimento de uma fonte de ar de baixa pressão estável e limpa.

A importância da alimentação de gás por pressão parcial para o rendimento e os custos

A fabricação de chips é um setor tipicamente intensivo em capital e em tecnologia; mesmo pequenas variações ambientais podem levar à redução do rendimento dos wafers. Um projeto adequado de distribuição de ar sob pressão não apenas fornece uma fonte de energia adequada e estável aos equipamentos de alta precisão, reduzindo paradas de máquinas ou desvios nos processos causados por pressões anormais, como também, ao otimizar a pressão da rede de tubulações, diminui significativamente o consumo energético global do sistema de compressão de ar. Portanto, a distribuição de ar sob pressão não é apenas uma exigência técnica, mas também uma medida essencial para que as fábricas de chips alcancem a produção enxuta e o controle de custos.