CN112620215A - 一种用于硅烷包装物多种洁净阀门清洁设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于硅烷包装物多种洁净阀门清洁设备，用于对一个或并联的多个洁净阀体进行清洗；包括连接套管、清洗液主循环系统、水洗支路系统、分析纯无水乙醇支路系统和吹扫支路系统；本发明提供的阀门清洁设备可以单独对一个也可以同时对多个洁净阀体进行清洗，避免了阀门不拆卸清洗过程对人员可能造成的伤害，填补了超纯净阀门清洗领域的空白。通过连接套管实现与洁净阀体的可拆卸快速连接，以清洗液主循环系统为主路清洗系统，以循环方式采用清洗液对阀门进行清洗，通过水洗支路系统对阀门进行水洗，通过分析纯无水乙醇支路系统对阀门进行脱脂除水，最后通过吹扫支路系统对阀门进行气体吹扫，通过三次清洗一次气体吹扫保证了阀门纯净度。
Description
技术领域
本发明涉及芯片产业中的洁净阀门清洗技术领域，更具体的说是涉及一种用于硅烷包装物多种洁净阀门清洁设备。
背景技术
电子特气是超大规模集成电路(IC)、平面显示器件(LCD、LED、OLED)、太阳能电池、化合物半导体器件、光纤等电子工业生产制造过程中的基础关键材料，被广泛应用于薄膜、掺杂、腔室清洗、光刻、刻蚀、清洗、载气、保护气等工艺，是电子工业的“血液”。电子特气在半导体芯片前道制造所需材料中占比较高，电子特气的发展对我国半导体芯片产业的发展起着至关重要的作用，也直接关系到国民经济发展和国家战略安全。高纯硅烷是一种重要的电子特气，其作为一种载运硅组分的气体源，是许多其他硅源无法取代的重要特种气体。硅烷广泛用于集成电路、平面显示、太阳能电池片、玻璃镀膜等领域。此外，硅烷是目前世界上唯一的大规模生产粒状多晶硅的原料。近年来，硅烷的高科技应用还在不断涌现，包括用于制造先进陶瓷、复合材料、功能材料、生物材料、高能材料等，成为许多新技术和新器件的基础材料，硅烷用量急剧增加。
目前，高纯硅烷产品充装使用的包装物一般为管束式集装箱、英制无缝钢瓶。相关充装、使用操作时使用到的阀门会因充装时的操作、密封或拆装等造成污染，导致阀门接头处污染，从而在使用过程中影响半导体芯片产品质量，造成不可估量的损失。
在阀门污染后又不能拆除的情况下，现有清理方式一般为用棉签沾无水乙醇进行清洗。当污染物较为微小或进入阀门接头内部时则无法用棉签进行清洗，而用户在使用时开启阀门的瞬间则会进入使用端，从而影响到产品质量，造成损失。或置换后拆除阀门进行内部清洗，造成产品损失成本增加。且现有硅烷包装物使用多种充装使用阀门，型号各种各样，使用设备在进行内部清洁时造成诸多困难。因此，生产制造半导体芯片必须要从保证每一道工序所用产品质量着手，确保万无一失。
因此，如何提供一种易于对洁净阀门内部进行清洗，且保证所使用的阀门洁净程度不影响半导体芯片产品质量的辅助设备，是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种用于硅烷包装物多种洁净阀门清洁设备，旨在解决上述技术问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种用于硅烷包装物多种洁净阀门清洁设备，用于对一个或并联的多个洁净阀体进行清洗；包括：连接套管、清洗液主循环系统、水洗支路系统、分析纯无水乙醇支路系统和吹扫支路系统；
所述连接套管与所述洁净阀体的出口可拆卸连接，所述连接套管包括进液管和排液管；
所述清洗液主循环系统的泵入端与所述进液管连通，回流端与所述排液管连通，且用于单独对所述洁净阀体内部循环泵入碱性清洗液；
所述水洗支路系统连接在所述清洗液主循环系统的泵入端，且用于单独向所述洁净阀体内部泵入纯水；
所述分析纯无水乙醇支路系统的供流口连接在所
述清洗液主循环系统的泵入端，回流口连接在所述清洗液主循环系统的回流端，且与所述清洗液主循环系统形成并联模式，并用于单独对所述洁净阀体内部循环泵入分析纯无水乙醇；
所述吹扫支路系统连接在所述清洗液主循环系统的泵入端，且用于单独向所述洁净阀体内部鼓入压缩空气。
通过上述技术方案，本发明提供了一种全自动化运行的阀门清洁设备，可以单独对一个洁净阀体进行清洗，也可以同时对多个洁净阀体进行清洗，同时避免了阀门不拆卸清洗过程对人员可能造成的伤害，填补了超纯净阀门清洗领域的空白。本发明通过连接套管实现与洁净阀体的可拆卸快速连接，以清洗液主循环系统为主路清洗系统，以循环方式采用清洗液对阀门进行清洗，然后通过水洗支路系统对阀门进行水洗，通过分析纯无水乙醇支路系统对阀门进行脱脂除水，最后通过吹扫支路系统对阀门进行气体吹扫，通过三次清洗，一次气体吹扫烘干保证了阀门的纯净度。
优选的，在上述一种用于硅烷包装物多种洁净阀门清洁设备中，所述连接套管还包括外夹套管；所述外夹套管同轴间隔套设在所述进液管与所述洁净阀体连接端的外侧；所述外夹套管一端与所述进液管的端头平齐，且与所述洁净阀体插接固定；另一端与所述进液管的管体外壁密封固定；所述外夹套管的侧壁与所述排液管连通。所述进液管为可伸缩的膨胀波纹管，长度可调，能够实现多种阀门内部无死角清洗。通过设置外夹套管和进液管配合，能够实现内管路进液，外管路出液的流动特点，结构简单，使用方便。
优选的，在上述一种用于硅烷包装物多种洁净阀门清洁设备中，所述清洗液主循环系统包括清洗液储液罐、循环泵和第一三通电磁阀；所述清洗液储液罐内部安装有电加热器和温度传感器；所述循环泵的入口通过管路与所述清洗液储液罐的出口连通，所述循环泵的出口通过管路与所述进液管连通；所述清洗液储液罐和循环泵之间的管路上安装有第一过滤器；所述第一三通电磁阀通过管路分别与所述清洗液储液罐的入口和所述排液管连通，且所述第一三通电磁阀还连接有直通管路。电加热器能够对清洗液进行加热，温度传感器能够对加热温度进行监测，循环泵能够为清洗液的循环流动提供动力，第一三通电磁阀能够实现对清洗液循环流动和单向流动的控制；第一过滤器能够在清洗液进入洁净阀体，即清洗前进行过滤，保证清洗液的清洗效果更好。
优选的，在上述一种用于硅烷包装物多种洁净阀门清洁设备中，所述水洗支路系统包括第二三通电磁阀和纯水储液罐；所述第二三通电磁阀安装在所述清洗液储液罐和第一过滤器之间的管路上；所述纯水储液罐的出口通过管路与所述第二三通电磁阀连通。通过第一三通电磁阀和第二三通电磁阀的配合能够切断清洗液主循环系统的循环清洗，使得水洗支路系统打开，单向清洗洁净阀体，控制简单方便。
优选的，在上述一种用于硅烷包装物多种洁净阀门清洁设备中，所述第二三通电磁阀和所述第一过滤器之间的管路上具有无水乙醇分支管路，所述无水乙醇分支管路上依次串联第一二通电磁阀、无水乙醇罐和第二二通电磁阀，并与所述第一三通电磁阀连通。通过对第一三通电磁阀、第一二通电磁阀和第二二通电磁阀的配合能够切断清洗液主循环系统的循环清洗，使得分析纯无水乙醇支路系统进行循环，循环清洗洁净阀体，控制简单方便；在此，第一三通电磁阀为两位三通电磁阀，能够切换清洗液主循环系统和分析纯无水乙醇支路系统的独立循环运行。
优选的，在上述一种用于硅烷包装物多种洁净阀门清洁设备中，所述循环泵和进液管之间的管路上具有吹扫分支管路；所述吹扫分支管路上安装有第三二通电磁阀，所述吹扫分支管路的端头连接有空压机；由所述空压机至所述第三二通电磁阀的方向上，所述吹扫分支管路上依次安装有第四二通电磁阀、第二过滤器和气体加热器。通过第一三通电磁阀、第三二通电磁阀和第四二通电磁阀的配合能够切断清洗液主循环系统、分析纯无水乙醇支路系统和水洗支路系统，使得吹扫支路系统打开，单向吹扫洁净阀体，控制简单方便。
优选的，在上述一种用于硅烷包装物多种洁净阀门清洁设备中，所述第一过滤器和所述第二过滤器均为囊式过滤器。能够满足过滤需求。
优选的，在上述一种用于硅烷包装物多种洁净阀门清洁设备中，所述洁净阀体的型号为CGA632、CGA630、CGA350、CGA330中的一个、或多个、或任意型号的组合。能够同时满足对多种型号阀门的清洗。
优选的，在上述一种用于硅烷包装物多种洁净阀门清洁设备中，所述循环泵的流量选择范围为1L/min-20L/min。能够满足流量供给需求。
优选的，在上述一种用于硅烷包装物多种洁净阀门清洁设备中，所述电加热器和温度传感器均通过法兰盘固定在所述清洗液储液罐的内壁上；所述电加热器的功率为500W-3000W，所述温度传感器的测量温度范围为10-200℃。能够满足对清洗液的加热需求，并对加热温度进行监测。
优选的，在上述一种用于硅烷包装物多种洁净阀门清洁设备中，所述气体加热器的功率为0.05-7.5Kw/h。能够满足对压缩空气的加热需求，起到良好的吹扫烘干效果。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种用于硅烷包装物多种洁净阀门清洁设备，具有以下有益效果：
1、本发明提供了一种全自动化运行的阀门清洁设备，可以单独对一个洁净阀体进行清洗，也可以同时对多个洁净阀体进行清洗，同时避免了阀门不拆卸清洗过程对人员可能造成的伤害，填补了超纯净阀门清洗领域的空白。本发明通过连接套管实现与洁净阀体的可拆卸快速连接，以清洗液主循环系统为主路清洗系统，以循环方式采用清洗液对阀门进行清洗，然后通过水洗支路系统对阀门进行18兆欧以上水洗，通过分析纯无水乙醇支路系统对阀门进行脱脂除水，最后通过吹扫支路系统对阀门进行气体吹扫，通过三次清洗，一次气体吹扫烘干保证了阀门的纯净度。
2、本发明提供的清洗液主循环系统、分析纯无水乙醇支路系统、水洗支路系统和吹扫支路系统之间通过多个电磁阀的配合，能够实现各系统的单独运行，满足清洗需求，且控制简单方便。
3、本发明提供的进液管为可伸缩的膨胀波纹管，长度可调，能够实现多种阀门内部无死角清洗；通过设置外夹套管和进液管配合，能够实现内管路进液，外管路出液的流动特点，结构简单，使用方便。
4、本发明能够同时满足对多种型号阀门的清洗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明提供的洁净阀门清洁设备的管路连接示意图；
图2附图为本发明提供的连接套管与洁净阀体连接的示意图。
其中：
100-进液管；101-排液管；102-外夹套管；
200-清洗液储液罐；201-循环泵；202-第一三通电磁阀；203-电加热器；204-温度传感器；205-第一过滤器；206-直通管路；
300-第二三通电磁阀；301-纯水储液罐；
400-无水乙醇分支管路；401-第一二通电磁阀；402-无水乙醇罐；403-第二二通电磁阀；
500-吹扫分支管路；501-第三二通电磁阀；502-空压机；503-第四二通电磁阀；504-第二过滤器；505-气体加热器；
600-洁净阀体。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见附图1和附图2，本发明实施例公开了一种用于硅烷包装物多种洁净阀门清洁设备，用于对一个或并联的多个洁净阀体600进行清洗；包括：连接套管、清洗液主循环系统、水洗支路系统、分析纯无水乙醇支路系统和吹扫支路系统；
连接套管与洁净阀体600的出口可拆卸连接，连接套管包括进液管100和排液管101；
清洗液主循环系统的泵入端与进液管100连通，回流端与排液管101连通，且用于单独对洁净阀体600内部循环泵入碱性清洗液；
水洗支路系统连接在清洗液主循环系统的泵入端，且用于单独向洁净阀体600内部泵入纯水；
分析纯无水乙醇支路系统的供流口连接在清洗液主循环系统的泵入端，回流口连接在清洗液主循环系统的回流端，且与清洗液主循环系统形成并联模式，并用于单独对洁净阀体600内部循环泵入无水乙醇；
吹扫支路系统连接在清洗液主循环系统的泵入端，且用于单独向洁净阀体600内部鼓入压缩空气。
为了进一步优化上述技术方案，连接套管还包括外夹套管102；外夹套管102同轴间隔套设在进液管100与洁净阀体600连接端的外侧；外夹套管102一端与进液管100的端头平齐，且与洁净阀体600插接固定；另一端与进液管100的管体外壁密封固定；外夹套管102的侧壁与排液管101连通。
为了进一步优化上述技术方案，清洗液主循环系统包括清洗液储液罐200、循环泵201和第一三通电磁阀202；清洗液储液罐200内部安装有电加热器203和温度传感器204；循环泵201的入口通过管路与清洗液储液罐200的出口连通，循环泵201的出口通过管路与进液管100连通；清洗液储液罐200和循环泵201之间的管路上安装有第一过滤器205；第一三通电磁阀202通过管路分别与清洗液储液罐200的入口和排液管101连通，且第一三通电磁阀202还连接有直通管路206。
为了进一步优化上述技术方案，水洗支路系统包括第二三通电磁阀300和纯水储液罐301；第二三通电磁阀300安装在清洗液储液罐200和第一过滤器205之间的管路上；纯水储液罐301的出口通过管路与第二三通电磁阀300连通。
为了进一步优化上述技术方案，第二三通电磁阀300和第一过滤器205之间的管路上具有无水乙醇分支管路400，无水乙醇分支管路400上依次串联第一二通电磁阀401、无水乙醇罐402和第二二通电磁阀403，并与第一三通电磁阀202连通。
为了进一步优化上述技术方案，循环泵201和进液管100之间的管路上具有吹扫分支管路500；吹扫分支管路500上安装有第三二通电磁阀501，吹扫分支管路500的端头连接有空压机502；由空压机502至第三二通电磁阀501的方向上，吹扫分支管路500上依次安装有第四二通电磁阀503、第二过滤器504和气体加热器505。
为了进一步优化上述技术方案，第一过滤器205和第二过滤器504均为囊式过滤器。
为了进一步优化上述技术方案，洁净阀体600的型号为CGA632、CGA630、CGA350、CGA330中的一个、或多个、或任意型号的组合。
为了进一步优化上述技术方案，循环泵201的流量选择范围为1L/min-20L/min。
为了进一步优化上述技术方案，电加热器203和温度传感器204均通过法兰盘固定在清洗液储液罐200的内壁上；电加热器203的功率为500W-3000W，温度传感器204的测量温度范围为10-200℃。
本发明的使用方法为：
首先将配比为5％-20％的碱液放置于清洗液储液罐200内，然后将碱液进口管及碱液回水管置于其中，清洗液储液罐200选用聚四氟乙烯材料、或不锈钢材料制作。将纯水管放置于纯水储液罐301内，将压缩气体接入气体加热器505进口前的第四二通电磁阀503入口，此处，压缩空气为氮气。将浓度为95％的无水乙醇溶液置于无水乙醇罐402内，并将其出口回水口接于其上。
为了实现对管路上电磁阀和电气元件的控制，可以提供PLC设备一台，可选I/O点数10-60点，用来控制管路上电磁阀通断和电气元件的开闭。
启动PLC控制器，电加热器203启动，通过温度传感器204控制清洗液温度升至40-60℃之间时，清洗碱液通过管路进入各待清洗的洁净阀体600内部，经过在洁净阀体600内循环清洗后，经由第一三通电磁阀202出口管路回流至清洗液储液罐200。再次循环的碱液经过第一过滤器205后除去杂质，保证洁净阀体600的清洁度。在碱液循环清洗时间达到设定值20-120min后，通过PLC控制第二三通电磁阀300关闭碱液入口，打开18兆欧以上纯水入口。
18兆欧以上纯水通过管路进行洁净阀体600内部循环清洗，经由直通管路206排出。在设定时间20-120min到达后，通过PLC控制第二三通电磁阀300关闭纯水进口，并开启第一二通电磁阀401。
分析纯无水乙醇经无水乙醇分支管路400进入洁净阀体600内部进行清洗，主要作用是脱脂、脱水，经过清洗后分析纯无水乙醇再次回流至用于盛装分析纯的无水乙醇罐402。在设定时间10-20min到达后，第一二通电磁阀401关闭，停止循环泵201运行，同时启动气体加热器505，打开压缩气体进口的第三二通电磁阀501和第四二通电磁阀503。经过加热至40-100℃的压缩气体经过吹扫分支管路500进入洁净阀体600内部进行吹扫烘干，通过直通管路206排出。在吹扫烘干达到设定时间后PLC程序自动停止。在碱液、18兆欧以上纯水、分析纯无水乙醇或加热后气体进入管道后可同时清洗四种型号阀门，也可通过关闭待清洗阀门本身控制阀实现单独清洗。
通过本阀门清洁设备，实现通过四种不同介质对最少四种不同型号硅烷包装物阀门清洗过程全自动化运行，避免了硅烷包装物阀门不拆卸清洗过程对人员可能造成的伤害。本设备填补了硅烷包装物超纯净阀门清洗领域的空白。同时通过三次清洗，并通过分析纯无水乙醇对阀门内部进行了彻底脱脂、脱水，一次气体吹扫烘干保证阀门纯净度。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种用于硅烷包装物多种洁净阀门清洁设备，其特征在于，用于对一个或并联的多个洁净阀体(600)进行清洗；包括：连接套管、清洗液主循环系统、水洗支路系统、分析纯无水乙醇支路系统和吹扫支路系统；
所述连接套管与所述洁净阀体(600)的出口可拆卸连接，所述连接套管包括进液管(100)和排液管(101)；
所述清洗液主循环系统的泵入端与所述进液管(100)连通，回流端与所述排液管(101)连通，且用于单独对所述洁净阀体(600)内部循环泵入碱性清洗液；
所述水洗支路系统连接在所述清洗液主循环系统的泵入端，且用于单独向所述洁净阀体(600)内部泵入18兆欧以上纯水；
所述分析纯无水乙醇支路系统的供流口连接在所述清洗液主循环系统的泵入端，回流口连接在所述清洗液主循环系统的回流端，且与所述清洗液主循环系统形成并联模式，并用于单独对所述洁净阀体(600)内部循环泵入无水乙醇；
所述吹扫支路系统连接在所述清洗液主循环系统的泵入端，且用于单独向所述洁净阀体(600)内部鼓入压缩空气。
2.根据权利要求1所述的一种用于硅烷包装物多种洁净阀门清洁设备，其特征在于，所述连接套管还包括外夹套管(102)；所述外夹套管(102)同轴间隔套设在所述进液管(100)与所述洁净阀体(600)连接端的外侧；所述外夹套管(102)一端与所述进液管(100)的端头平齐，且与所述洁净阀体(600)插接固定；另一端与所述进液管(100)的管体外壁密封固定；所述外夹套管(102)的侧壁与所述排液管(101)连通。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于硅烷包装物多种洁净阀门清洁设备，其特征在于，所述清洗液主循环系统包括清洗液储液罐(200)、循环泵(201)和第一三通电磁阀(202)；所述清洗液储液罐(200)内部安装有电加热器(203)和温度传感器(204)；所述循环泵(201)的入口通过管路与所述清洗液储液罐(200)的出口连通，所述循环泵(201)的出口通过管路与所述进液管(100)连通；所述清洗液储液罐(200)和循环泵(201)之间的管路上安装有第一过滤器(205)；所述第一三通电磁阀(202)通过管路分别与所述清洗液储液罐(200)的入口和所述排液管(101)连通，且所述第一三通电磁阀(202)还连接有直通管路(206)。
4.根据权利要求3所述的一种用于硅烷包装物多种洁净阀门清洁设备，其特征在于，所述水洗支路系统包括第二三通电磁阀(300)和纯水储液罐(301)；所述第二三通电磁阀(300)安装在所述清洗液储液罐(200)和第一过滤器(205)之间的管路上；所述纯水储液罐(301)的出口通过管路与所述第二三通电磁阀(300)连通。
5.根据权利要求4所述的一种用于硅烷包装物多种洁净阀门清洁设备，其特征在于，所述第二三通电磁阀(300)和所述第一过滤器(205)之间的管路上具有无水乙醇分支管路(400)，所述无水乙醇分支管路(400)上依次串联第一二通电磁阀(401)、无水乙醇罐(402)和第二二通电磁阀(403)，并与所述第一三通电磁阀(202)连通。
6.根据权利要求4或5所述的一种用于硅烷包装物多种洁净阀门清洁设备，其特征在于，所述循环泵(201)和进液管(100)之间的管路上具有吹扫分支管路(500)；所述吹扫分支管路(500)上安装有第三二通电磁阀(501)，所述吹扫分支管路(500)的端头连接有空压机(502)；由所述空压机(502)至所述第三二通电磁阀(501)的方向上，所述吹扫分支管路(500)上依次安装有第四二通电磁阀(503)、第二过滤器(504)和气体加热器(505)。
7.根据权利要求6所述的一种用于硅烷包装物多种洁净阀门清洁设备，其特征在于，所述第一过滤器(205)和所述第二过滤器(504)均为囊式过滤器。
8.根据权利要求1、2、4、5、7中任一项所述的一种用于硅烷包装物多种洁净阀门清洁设备，其特征在于，所述洁净阀体(600)的型号为CGA632、CGA630、CGA350、CGA330中的一个、或多个、或任意型号的组合。
9.根据权利要求1所述的一种用于硅烷包装物多种洁净阀门清洁设备，其特征在于，所述循环泵(201)的流量选择范围为1L/min-20L/min。
10.根据权利要求1所述的一种用于硅烷包装物多种洁净阀门清洁设备，其特征在于，所述电加热器(203)和温度传感器(204)均通过法兰盘固定在所述清洗液储液罐(200)的内壁上；所述电加热器(203)的功率为500W-3000W，所述温度传感器(204)的测量温度范围为10-200℃。
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