電子工業中使用的氣體氮(通常為高純度氮氣)在半導體制造、集成電路封裝、液晶顯示器(LCD)生產、光刻工藝、化學氣相沉積(CVD)等過程中起著關鍵作用。其純度直接影響產品的質量和良率,因此對氮氣的純度檢測至關重要。 一、電子工業用氣體氮的主要用途
1. 惰性保護氣體 :用于防止氧化、腐蝕和污染。
2. 載氣 :在氣相色譜、質譜分析中作為載氣使用。
3. 吹掃氣體 :用于清洗設備或管道中的雜質。
1. 氣相色譜法(GC) 原理:利用不同氣體組分在色譜柱中的保留時間差異進行分離和定量分析。 優點:精度高、可檢測微量雜質(如氧氣、氫氣等)。 常用檢測器:TCD(熱導檢測器)、FID(火焰離子化檢測器)、ECD(電子捕獲檢測器)等。
2. 質譜法(MS) 原理:將氣體分子電離后按質荷比(m/z)進行分離和檢測。 優點:靈敏度高,可同時檢測多種雜質成分。 常用于痕量雜質分析(如ppb級)。
3. 紅外光譜法(IR) 原理:通過氣體對特定波長紅外光的吸收來判斷其濃度。 適用于檢測CO、CO?、CH?等氣體。
4. 電化學傳感器 用于檢測CO等氣體。 優點:響應快、體積小、適合在線監測。
5. 露點儀 用于檢測氮氣中的水分含量(即露點值)。 對于某些應用(如真空系統),水分含量必須控制在極低水平(如 60℃以下)。 四、常見的雜質及檢測項目 | 雜質種類 | 檢測目的 | 檢測方法 | | 氧氣 | 防止氧化反應 | GC、電化學 | | 氫氣 | 防止爆炸風險 | GC | | 二氧化碳 | 影響反應環境 | GC、IR | | (CO) | 影響材料性能 | GC、MS | | 水分 | 影響設備壽命 | 露點儀、卡爾費休法 | | 烴類(如甲 、乙 ) | 污染反應環境 | GC、MS | | 金屬顆粒 | 影響潔凈度 | 過濾器+顯微鏡檢測 | 五、標準與規范 GB/T 8979 2008 《高純氮》:中國國家標準,規定了高純氮的技術指標。 AS D6493 :美國材料與試驗協會關于高純氣體的標準。 SEMI G11 :半導體行業標準,涉及氣體純度要求。 ISO 10251 :國際標準化組織關于氣體純度的檢測標準。 六、檢測流程建議
1. 采樣 :使用不銹鋼或特氟龍管路采集樣品,避免污染。
2. 預處理 :必要時進行除濕、過濾等處理。
4. 數據分析 :對比標準限值,判斷是否合格。