It-Temperatura tal-Approċċ Li Twaqqaf id-Daqs
Bank imxarrab tas-semikondutturi li jopera taħlita ta' aċidu sulfuriku-perossidu tal-idroġenu f'140 grad jeħtieġ skambjatur tas-sħana biex iżżomm it-temperatura. Il-fluwidu tas-servizz huwa fwar f'160 grad, li jipprovdi temperatura ta 'avviċinament ta' 20 grad.
It-temperatura tal-avviċinament hija d-differenza bejn it-temperatura tal-fluwidu tas-servizz u t-temperatura tal-fluwidu tal-proċess fil-punt fejn iż-żewġ fluwidi huma l-eqreb. Fi skambjatur tas-sħana kontra-fluss, l-eqreb approċċ huwa fl-iżbokk tal-proċess u l-iżbokk tas-servizz. Fi skambjatur tas-sħana tal-fluss parallel-, l-eqreb approċċ huwa fl-iżbokk tal-proċess u d-daħla tas-servizz.
Għal tagħbija tas-sħana partikolari, l-erja tal-wiċċ meħtieġa hija inversament proporzjonali għad-differenza fit-temperatura medja log (LMTD), li hija funzjoni tat-temperatura tal-avviċinament. Temperatura ta 'avviċinament iżgħar tipproduċi LMTD iżgħar u teħtieġ erja tal-wiċċ akbar.
L-LMTD u r-Relazzjoni taż-Żona tal-wiċċ
Id-differenza fit-temperatura medja log hija kkalkulata mid-differenzi fit-temperatura fiż-żewġt itruf tal-iskambjatur tas-sħana. Għal arranġament ta' kontro-fluss b'daħla tal-proċess f'140 grad , ħruġ tal-proċess f'140 grad (proċess iżotermiku), daħla tas-servizz f'160 grad , u żbokk tas-servizz f'150 grad , l-LMTD huwa bejn wieħed u ieħor 15-il grad .
Għal skambjatur tas-sħana li jwassal 20 kW b'koeffiċjent ġenerali ta' trasferiment tas-sħana ta' 200 W/m²·K u LMTD ta' 15-il grad, l-erja tal-wiċċ meħtieġa hija 6.7 m². Jekk it-temperatura tal-avviċinament titnaqqas għal 10 gradi, l-LMTD tinżel għal madwar 7.5 gradi, u l-erja tal-wiċċ meħtieġa tiżdied għal 13.3 m².
L-erja tal-wiċċ tirdoppja meta t-temperatura tal-avviċinament titnaqqas bin-nofs. L-ispiża kapitali tiżdied proporzjonalment, u l-footprint tiżdied ukoll. F'bankijiet imxarrba tas-semikondutturi, fejn l-ispazju disponibbli huwa limitat, l-erja tal-wiċċ akbar tista 'ma tkunx fattibbli.
Ir-Restrizzjoni tat-Tolleranza tat-Temperatura tal-Proċess
It-temperatura tal-avviċinament hija ristretta mit-tolleranza tat-temperatura tal-proċess. Fl-ipproċessar imxarrab tas-semikondutturi, it-temperatura tal-proċess għandha tinżamm f'tolleranza li hija tipikament ±1 grad jew aktar stretta. It-temperatura tal-fluwidu tas-servizz għandha tkun għolja biżżejjed biex issuq it-trasferiment tas-sħana iżda mhux daqshekk għolja li taqbeż it-temperatura tal-proċess.
Jekk it-temperatura tal-fluwidu tas-servizz tkun viċin wisq għat-temperatura tal-proċess, ir-rata tat-trasferiment tas-sħana hija baxxa, u l-iskambjatur tas-sħana għandu jkun kbir. Jekk it-temperatura tal-fluwidu tas-servizz hija għolja wisq, it-temperatura tal-proċess tista 'taqbeż waqt transitori, u s-sistema ta' kontroll għandha tkun aktar sofistikata.
It-temperatura ta 'approċċ ottimali hija dik li tibbilanċja d-daqs ta' l-iskambjatur tas-sħana kontra l-kumplessità tal-kontroll. Temperatura ta 'avviċinament akbar tnaqqas id-daqs ta' l-iskambjatur tas-sħana iżda żżid il-kumplessità tal-kontroll u r-riskju ta 'qabża. Temperatura ta 'approċċ iżgħar żżid id-daqs ta' l-iskambjatur tas-sħana iżda tipprovdi aktar marġni ta 'kontroll.
Ir-Restrizzjoni tad-Disponibbiltà tal-Fluwidu tas-Servizz
It-temperatura tal-avviċinament hija wkoll ristretta mid-disponibbiltà tal-fluwidu tas-servizz. Il-fwar huwa disponibbli f'numru limitat ta 'pressjonijiet, u t-temperatura saturata li tikkorrispondi għal kull pressjoni hija ffissata. Għal proċess f'140 grad, fwar f'4 bar jipprovdi temperatura saturata ta '152 grad, li tagħti temperatura ta' avviċinament ta '12 grad. Fwar f'6 bar jipprovdi temperatura saturata ta '165 grad, li tagħti temperatura ta' approċċ ta '25 grad.
L-għażla tal-pressjoni tal-fwar tiddetermina t-temperatura tal-avviċinament u d-daqs tal-iskambjatur tas-sħana. Pressjoni tal-fwar ogħla tipprovdi temperatura ta 'approċċ akbar u skambjatur tas-sħana iżgħar, iżda t-temperatura ogħla żżid it-temperatura tal-ħajt tat-tubu u r-rata ta' degradazzjoni tal-PTFE.
Ir-Restrizzjoni tal-Purità fis-Servizz tas-Semikondutturi
Fl-ipproċessar imxarrab tas-semikondutturi, l-iskambjatur tas-sħana m'għandux jintroduċi kontaminazzjoni fil-fluwidu tal-proċess. It-temperatura tal-ħajt tat-tubu taffettwa r-rata tal-lissija tal-PTFE, u temperatura tal-ħajt ogħla żżid ir-rata tal-lissija. It-temperatura tal-avviċinament tiddetermina t-temperatura tal-ħajt għal fluss tas-sħana partikolari.
Temperatura ta 'approċċ iżgħar teħtieġ erja tal-wiċċ akbar u fluss tas-sħana aktar baxx, li jnaqqas it-temperatura tal-ħajt tat-tubu u r-rata ta' lissija. Temperatura ta 'approċċ akbar tippermetti erja tal-wiċċ iżgħar u fluss tas-sħana ogħla, li jżid it-temperatura tal-ħajt u r-rata ta' lissija.
Ir-rekwiżit ta 'purità għalhekk jiffavorixxi temperatura ta' avviċinament iżgħar u skambjatur tas-sħana akbar. Il-kompromess-huwa bejn l-ispiża kapitali tal-iskambjatur tas-sħana akbar u l-benefiċċju tal-purità tar-rata ta' lissija aktar baxxa.
Tqabbil ta' Temperaturi ta' Approċċ għal Semikondutturi Wet Processing
It-tabella li ġejja tiġbor fil-qosor id-daqs u l-prestazzjoni tal-iskambjatur tas-sħana għal temperaturi ta 'approċċ differenti f'bank imxarrab tas-semikondutturi li jaħdem f'140 grad b'tagħbija tas-sħana ta' 20 kW.
| Approċċ Temperatura | LMTD | Żona tal-wiċċ Meħtieġa | Fluss tas-Sħana | Temperatura tal-ħajt tat-tubu | Rata ta' Lissija | Spiża Kapitali |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 5 gradi | 4 grad | 25 m² | 0.8 W/ċm² | 155 grad | Baxxa ħafna | $52,000 |
| 10 gradi | 8 gradi | 12.5 m² | 1.6 W/ċm² | 170 grad | Baxx | $32,000 |
| 15-il grad | 12-il grad | 8.3 m² | 2.4 W/ċm² | 185 grad | Moderat | $24,000 |
| 20 grad | 16-il grad | 6.3 m² | 3.2 W/ċm² | 200 grad | Għoli | $19,000 |
| 25 grad | 20 grad | 5.0 m² | 4.0 W/ċm² | 215 grad | Għoli ħafna | $16,000 |
| 30 grad | 24 grad | 4.2 m² | 4.8 W/ċm² | 230 grad | Estremi | $14,000 |
It-temperatura tal-ħajt tat-tubu hija kkalkulata mill-fluss tas-sħana u r-reżistenza termali tal-ħajt tat-tubu għal ħajt PTFE ta '0.8 mm. Ir-rata tal-lissija hija valutazzjoni kwalitattiva bbażata fuq it-temperatura tal-ħajt u l-imġiba magħrufa tal-lissija tal-PTFE f'servizz tal-aċidu-purità għolja.
Il-Limiti Prattiċi tat-Temperatura tal-Approċċ
Il-limiti prattiċi tat-temperatura tal-avviċinament fl-ipproċessar imxarrab tas-semikondutturi huma ddeterminati mill-kompromess-bejn id-daqs tal-iskambjatur tas-sħana u t-temperatura tal-ħajt. Temperatura ta 'approċċ żgħir ħafna teħtieġ skambjatur tas-sħana kbir ħafna, li jista' ma joqgħodx fl-ispazju disponibbli. Temperatura ta 'approċċ kbir ħafna teħtieġ temperatura tal-ħajt għolja ħafna, li tista' taqbeż il-limitu ta 'degradazzjoni tal-PTFE.
Għall-biċċa l-kbira tal-applikazzjonijiet tal-ipproċessar imxarrab tas-semikondutturi, il-firxa tat-temperatura tal-approċċ prattiku hija 10-20 grad. Taħt l-10 gradi, l-iskambjatur tas-sħana jsir kbir mhux prattikament. Aktar minn 20 grad, it-temperatura tal-ħajt issir għolja biżżejjed biex taċċellera d-degradazzjoni tal-PTFE u r-rata tal-lissija.
Karatteristiċi tad-Disinn Li Jippermettu Temperaturi ta 'Approċċ Iktar
Diversi karatteristiċi tad-disinn jippermettu temperatura ta 'approċċ iżgħar mingħajr żieda eċċessiva fid-daqs tal-iskambjatur tas-sħana.
Materjal ta 'tubu ta' konduttività ogħla.Kompost PTFE mimli b'konduttività termali ta '0.5 W/m·K għandu nofs ir-reżistenza termali tal-ħajt ta' PTFE verġni. Ir-reżistenza aktar baxxa tippermetti fluss tas-sħana ogħla għall-istess temperatura tal-ħajt, li tnaqqas l-erja tal-wiċċ meħtieġa.
Ħajt tat-tubu irqaq.Ħajt irqaq inaqqas ir-reżistenza termali u jippermetti fluss tas-sħana ogħla għall-istess temperatura tal-ħajt. Ħajt ta '0.5 mm għandu nofs ir-reżistenza termali ta' ħajt ta '1.0 mm.
Veloċità tal-fluss ogħla.Veloċità tal-fluss ogħla żżid il-koeffiċjenti tal-film fuq iż-żewġ naħat tal-ħajt tat-tubu, li żżid il-koeffiċjent ġenerali tat-trasferiment tas-sħana u tnaqqas l-erja tal-wiċċ meħtieġa.
Wiċċ imtejjeb tat-tubu.Wiċċ ta 'tubu bi xewk jew skanalaturi iżid l-erja tal-wiċċ għal kull unità ta' tul u l-koeffiċjent tal-film. Il-wiċċ imtejjeb jippermetti temperatura ta 'avviċinament iżgħar mingħajr żieda eċċessiva fid-daqs tal-iskambjatur tas-sħana.
Konfigurazzjoni tal-iskambjatur tas-sħana maqsuma.Id-diviżjoni tat-tagħbija tas-sħana bejn żewġ skambjaturi tas-sħana iżgħar tippermetti li kull unità topera f'temperatura ta 'approċċ iżgħar mingħajr il-penali spazjali ta' unità kbira waħda.
Parametri ta 'speċifikazzjoni għall-ipproċessar imxarrab tas-semikondutturi
L-inġiniera tat-tagħmir li jispeċifikaw skambjatur tas-sħana PTFE għall-ipproċessar imxarrab tas-semikondutturi għandhom jikkonfermaw il-parametri li ġejjin mal-fornitur.
Temperatura tal-proċess.Speċifika t-temperatura tal-proċess u t-tolleranza.
Temperatura tal-fluwidu tas-servizz.Speċifika t-temperatura tal-fluwidu tas-servizz u l-pressjoni disponibbli.
Avviċina t-temperatura.Speċifika t-temperatura tal-avviċinament ibbażata fuq it-tolleranza tal-proċess u d-disponibbiltà tal-fluwidu tas-servizz.
Tagħbija tas-sħana u erja tal-wiċċ.Speċifika t-tagħbija tas-sħana u l-erja tal-wiċċ meħtieġa.
Fluss tas-sħana.Speċifika l-fluss tas-sħana massimu permess ibbażat fuq il-limitu tat-temperatura tal-ħajt.
Ħxuna tal-ħajt tat-tubu.Speċifika l-ħxuna tal-ħajt tat-tubu bbażata fuq il-fluss tas-sħana u t-temperatura tal-ħajt permissibbli.
Materjal tat-tubu.Speċifika l-materjal tat-tubu bbażat fuq it-temperatura tal-ħajt u r-rata tal-lissija.
Rekwiżit ta 'purità.Speċifika l-livelli massimi ta' kontaminazzjoni permissibbli għal joni tal-metall, partiċelli, u komposti organiċi.
Limitazzjonijiet tal-ispazju.Speċifika l-ispazju disponibbli u l-footprint massimu permissibbli.
It-Tqabbil tat-Temperatura tal-Approċċ mar-Rekwiżiti tal-Proċess
It-temperatura tal-avviċinament tiddetermina l-LMTD, l-erja tal-wiċċ meħtieġa, u t-temperatura tal-ħajt tat-tubu fi skambjatur tas-sħana PTFE għall-ipproċessar imxarrab tas-semikondutturi. Temperatura ta 'avviċinament iżgħar teħtieġ skambjatur tas-sħana akbar iżda tipprovdi temperatura aktar baxxa tal-ħajt u rata ta' lissija aktar baxxa. Temperatura ta 'avviċinament akbar tippermetti skambjatur tas-sħana iżgħar iżda żżid it-temperatura tal-ħajt u r-rata ta' lissija.
It-temperatura tal-approċċ għandha tintgħażel abbażi tat-tolleranza tal-proċess, id-disponibbiltà tal-fluwidu tas-servizz, ir-rekwiżit tal-purità u r-restrizzjonijiet tal-ispazju. Mudell sempliċi tal-ispreadsheet bil-kalkolu tat-trasferiment tas-sħana u d-dejta tal-ispiża jipprovdi l-informazzjoni meħtieġa biex tagħżel l-aħjar temperatura tal-approċċ.
Għal faċilitajiet ta 'proċessar imxarrab tas-semikondutturi li jevalwaw l-għażliet ta' l-iskambjatur tas-sħana PTFE, it-temperatura ta 'l-avviċinament għandha tiġi speċifikata fid-dokumenti ta' akkwist u verifikata waqt il-kummissjonar. Il-konfigurazzjoni awtomatika pprovduta mill-manifattur tista 'tiġi ottimizzata għall-kumpattezza aktar milli għall-purità, u t-temperatura tal-ħajt li tirriżulta tista' taqbeż il-limitu ta 'degradazzjoni.
Inġiniera tat-tagħmir u speċjalisti tal-akkwist li jevalwaw l-ispeċifikazzjonijiet tal-iskambjatur tas-sħana PTFE għall-ipproċessar imxarrab tas-semikondutturi jew servizz ieħor ta'-purità għolja jistgħu jitolbu reviżjoni tad-disinn li tkopri t-temperatura tal-proċess, it-temperatura tal-fluwidu tas-servizz, it-temperatura tal-approċċ, il-fluss tas-sħana, il-ħxuna tal-ħajt tat-tubu, u l-materjal tat-tubu biex jikkonfermaw li l-unità hija mqabbla mar-rekwiżiti attwali tal-proċess u l-limitazzjonijiet tal-purità tal-faċilità.
