В 2025 году компания Shengtao Metal приняла участие в проекте расширения производства высокотехнологичных полупроводниковых изделий в Юго-Восточной Азии, поставив прецизионные системы труб из нержавеющей стали для недавно построенного производственного цеха с чистыми помещениями. Проект был разработан крупным производителем полупроводниковых компонентов, специализирующимся на передовых технологиях упаковки чипов и обработки кремниевых пластин.
Новый комплекс занимал площадь около 48 000 квадратных метров и включал в себя несколько чистых помещений класса 100 и 1000, предназначенных для химической обработки полупроводников, распределения сверхчистой воды, систем подачи газа и операций высокоточного производства. Ввиду высокой чувствительности производственной среды, проект предъявлял чрезвычайно строгие требования к чистоте материалов, точности размеров, коррозионной стойкости и качеству внутренней поверхности.
Компания Shengtao Metal была выбрана для поставки труб из высокочистой нержавеющей стали, поддержки орбитальной сварки, услуг по изготовлению изделий на заказ и технической координации систем подачи сверхчистых жидкостей на предприятии. Для проекта потребовалось более 3600 метров прецизионных труб из нержавеющей стали диаметром от 1/4 до 4 дюймов, включая электрополированные трубы из нержавеющей стали 316L, санитарные фитинги, компоненты для орбитальной сварки и трубопроводные узлы, совместимые с чистыми помещениями.
Основная задача заключалась в создании высокостабильной и свободной от загрязнений трубопроводной инфраструктуры, способной поддерживать непрерывное производство полупроводников в строгих условиях работы в чистом помещении.
В условиях производства полупроводников требуются значительно более высокие стандарты чистоты материалов, чем в традиционных промышленных условиях. Даже микроскопическое загрязнение поверхности, выделение металлических частиц или продукты коррозии могут негативно повлиять на качество пластин и выход годной продукции.
После технической оценки инженерная группа выбрала высокочистую нержавеющую сталь 316L для всех критически важных технологических трубопроводных систем. По сравнению со стандартными материалами из нержавеющей стали, 316L обладает превосходной коррозионной стойкостью, более низким содержанием углерода и улучшенной совместимостью с системами сверхчистой воды и специализированными системами перекачки химических веществ.
Все материалы для труб, поставляемые компанией Shengtao Metal, соответствовали стандартам ASTM A269 и SEMI F20 для применения в высокочистых полупроводниковых технологиях. Контроль химического состава был особенно важен для поддержания стабильной коррозионной стойкости и минимизации уровня примесей.
Содержание молибдена в сплаве 316L повысило устойчивость к хлоридной коррозии и воздействию кислотных химических веществ, а низкое содержание углерода минимизировало риск осаждения карбидов во время операций орбитальной сварки.
В нескольких технологических линиях, использующих системы подачи высококоррозионных химических веществ, применялись улучшенные электрополированные трубки со сверхнизким содержанием серы для повышения стабильности сварных швов и чистоты внутренней поверхности.
Одним из наиболее сложных аспектов проекта было качество внутренней обработки поверхностей. Системы чистых помещений для полупроводниковых предприятий требуют чрезвычайно гладких внутренних поверхностей трубок, чтобы минимизировать образование частиц, адгезию бактерий и накопление химических остатков.
Заказчик указал максимальные значения шероховатости внутренней поверхности Ra ≤ 0,25 мкм для систем получения сверхчистой воды и Ra ≤ 0,38 мкм для линий распределения химических реагентов.
Для достижения этих требований компания Shengtao Metal внедрила многоступенчатые процедуры электрополировки в сочетании с высокоточной очисткой и пассивацией. Все трубы прошли следующие этапы обработки:
- Внутренняя электрополировка
- Промывка водой высокой чистоты
- Протравливание и пассивация
- Контроль количества частиц
- Уплотнение торцевой крышки азотом
- процедуры упаковки в чистых помещениях
После электрополировки на поверхностях труб образовались высокостабильные пассивные слои, обогащенные хромом, что значительно улучшило коррозионную стойкость и эффективность защиты от загрязнений.
Для обеспечения соответствия внутренних стандартов чистоты техническим требованиям производства полупроводниковых изделий, был проведен анализ количества частиц с использованием продувки высокочистым азотом.
Все готовые трубные изделия перед отправкой индивидуально упаковывались в двухслойную упаковку для чистых помещений.
В ходе проекта был поставлен ряд сложных инженерных и логистических задач.
Во-первых, в чистом помещении действовали чрезвычайно строгие стандарты контроля загрязнения. Все материалы, поступающие в чистое помещение, должны были иметь документально подтвержденную прослеживаемость, сертификаты чистоты и контролируемые процедуры обращения.
Во-вторых, во многих технологических системах используются сверхчистые химические вещества и деионизированная вода, работающие в условиях непрерывной циркуляции. Любая внутренняя коррозия или загрязнение потенциально могут повлиять на выход годной продукции при производстве полупроводников и привести к дорогостоящим потерям.
Во-третьих, из-за плотной компоновки оборудования для обработки полупроводников в чистом помещении допуски при монтаже были исключительно строгими. В некоторых трубопроводных коридорах допускался зазор менее 120 мм между соседними системами.
Для решения этих задач компания Shengtao Metal тесно сотрудничала с генеральным подрядчиком, инженерами по чистым помещениям и монтажными бригадами как на этапах изготовления, так и на этапах монтажа.
Для оптимизации прокладки труб, минимизации тупиковых участков и повышения эффективности монтажа в ограниченных пространствах чистых помещений использовались передовые 3D-модели трубопроводов.
Процесс высокоточной обработки
В связи со строгими требованиями к размерам и чистоте, предъявляемыми к проекту, компания Shengtao Metal внедрила специальные механизмы контроля на всех этапах производства.
Все участки труб обрабатывались с использованием систем орбитальной резки с ЧПУ для обеспечения отсутствия заусенцев на режущих поверхностях и стабильной точности размеров. Допуски на размеры для критически важных соединительных участков поддерживались в пределах ±0,1 мм.
В процессе изготовления также уделялось большое внимание совместимости с орбитальной сваркой. Заказчик требовал полностью автоматизированной орбитальной сварки для большинства соединений труб в чистых помещениях, чтобы минимизировать риски загрязнения и повысить стабильность сварных швов.
Для выполнения этого требования компания Shengtao Metal оптимизировала геометрию подготовки концов труб, обеспечила постоянство толщины стенок и контролировала содержание серы во всех партиях труб.
Каждая производственная партия прошла следующие этапы:
- Проверка материалов PMI
- Вихретоковый контроль
- Внутренний осмотр поверхности
- Проверка размеров
- тестирование содержания феррита
- Измерение шероховатости поверхности
Также были проведены испытания на коррозионную стойкость случайных образцов с использованием процедуры погружения в азотную кислоту для проверки целостности пассивного слоя.
Среднее содержание феррита в зонах сварки оставалось в пределах установленных спецификаций полупроводниковой промышленности, что обеспечивало стабильную коррозионную стойкость и долговременную надежность сварных швов.
Монтаж и орбитальная сварка
Монтаж оборудования внутри чистого помещения требовал строго контролируемых процедур для предотвращения загрязнения.
Перед входом в чистые помещения секции труб перемещались через специальные шлюзовые камеры и очищались с помощью протирки высокочистым спиртом. Во время сборочных работ персонал, занимающийся монтажом, был одет в полную защитную одежду для чистых помещений.
Орбитальная сварка выполнялась с использованием автоматизированных сварочных систем с закрытой головкой и защитным газом из аргона сверхвысокой чистоты.
Процесс орбитальной сварки предоставил ряд преимуществ:
- Равномерное проплавление сварного шва
- Минимальное окисление
- Снижено образование частиц
- Улучшена гладкость внутренней поверхности.
- Повышенная повторяемость
В ходе монтажных работ было выполнено более 2400 сварных соединений с использованием орбитальной сварки.
Каждый сварной шов подвергался визуальному осмотру с помощью бороскопа и выборочной эндоскопической проверке для обеспечения внутренней гладкости шва и отсутствия оксидного обесцвечивания.
Кроме того, критически важные системы получения сверхчистой воды прошли испытания на герметичность с использованием гелия для проверки герметичности в условиях эксплуатации полупроводниковых систем.
Средняя измеренная скорость утечки оставалась ниже 1×10⁻⁹ атм·см³/сек, что превышало требования приемки заказчиком.
Системное тестирование и проверка
После завершения монтажа трубопроводные системы прошли обширные процедуры ввода в эксплуатацию и проверки.
Испытания системы циркуляции сверхчистой воды проводились непрерывно в течение 96 часов с мониторингом количества частиц, уровня проводимости и стабильности потока.
Системы распределения химических веществ также были протестированы с использованием имитированных технологических химикатов в условиях рабочих температур и давлений.
Результаты проверки продемонстрировали:
- Стабильная проводимость сверхчистой воды.
- Минимальные уровни генерации частиц
- Внутренняя коррозия не обнаружена.
- Отличная прочность сварного шва
- Стабильное распределение потока по производственным линиям
- Полное соответствие стандартам чистых помещений для полупроводниковой промышленности.
Испытания под давлением проводились на всех технологических системах при давлении, в 1,5 раза превышающем нормальное рабочее давление. В ходе испытаний не было обнаружено утечек или нестабильности давления.
Инженерная группа заказчика также подтвердила, что все трубопроводные системы соответствуют стандартам чистых помещений SEMI и международным требованиям к производству полупроводников.
Через три месяца после запуска производства производитель полупроводников провел оценку производительности нового чистого помещения.
По сравнению со старыми производственными системами, новая инфраструктура из труб из нержавеющей стали позволила добиться ряда ощутимых улучшений:
- Сокращение времени простоя, связанного с загрязнением.
- Улучшена стабильность выхода годных пластин при производстве.
- Сниженные требования к техническому обслуживанию
- Ускоренные процедуры валидации чистых помещений
- Снижено накопление химических остатков.
- Повышенная стабильность работы при непрерывном производстве.
Инженерный отдел предприятия также сообщил об улучшении эффективности во время плановых остановок на техническое обслуживание, поскольку системы труб, сваренные орбитальной сваркой, требовали меньше ручного вмешательства и продемонстрировали превосходную долговременную надежность герметизации.
Электрополированные внутренние поверхности трубок значительно улучшили чистоту системы получения сверхчистой воды, снизив риск накопления частиц в чувствительных производственных процессах.
Успешное завершение этого проекта по изготовлению труб для полупроводниковых помещений в чистых помещениях продемонстрировало исключительную важность высокоточных решений из нержавеющей стали в передовых отраслях промышленности.
Для предприятий полупроводниковой промышленности крайне важны чистота материалов, коррозионная стойкость, точность размеров и качество сварки. Благодаря сочетанию высокочистой нержавеющей стали 316L, передовой технологии электрополировки, высокоточных технологических процессов и строгого контроля при монтаже в чистых помещениях, компания Shengtao Metal создала высоконадежную трубопроводную инфраструктуру, способную поддерживать современные требования полупроводникового производства.
Поскольку глобальный спрос на мощности по производству полупроводников продолжает расти, стандарты инфраструктуры чистых помещений становятся все более требовательными. Высокоэффективные системы труб из нержавеющей стали теперь необходимы для обеспечения стабильного производства, контроля загрязнений и долгосрочной эксплуатационной надежности в современных условиях производства полупроводников.
Компания Shengtao Metal продолжает инвестировать в мощности по производству высокочистой нержавеющей стали, технологии электрополировки и системы прецизионной обработки, чтобы удовлетворить растущий мировой спрос в полупроводниковой, фармацевтической и сверхчистой промышленности.
Обратитесь в компанию Shengtao Metal за решениями в области стальной продукции.
Если вы ищете надежные решения в области стальных и металлических изделий, смело отправляйте нам свой запрос.
Просто укажите ваши требования, такие как марка материала, размеры, количество или область применения, и наша команда оперативно ответит вам, оказав профессиональную поддержку и предоставив конкурентоспособное ценовое предложение.
Электронная почта: stsalesman4@stmetal001.com
