CN118236872A - 一种电子级高纯湿氮气发生装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及氮气湿化技术领域，具体公开了一种电子级高纯湿氮气发生装置，包括支撑箱、箱盖和用于对氮气输送的送气管，所述支撑箱和箱盖通过螺栓进行固定连接，所述箱盖贯穿且固定安装有多个呈阵列分布的排气管，所述箱盖的顶端设置有用于向支撑箱注入超纯水的注水结构，所述支撑箱的开放口内设置有引流管，所述引流管的管壁通过多个支管设置有多个雾化喷头，所述支撑箱的一侧外壁设置有用于将支撑箱内超纯水持续向引流管内抽送的抽水装置。本发明具有了对湿氮气初始发生的均流和细化结构，减小了氮气气泡的直径，具有了雾化结构，提高了对氮气的湿化效果，超纯水的循环流动，避免长期不置换造成水体污染。
Description
技术领域
本发明涉及氮气湿化技术领域，具体涉及一种电子级高纯湿氮气发生装置。
背景技术
I BM开发的CMP的全局平坦化方法成为20世纪末高密度半导体制造中平坦化的标准，在化学系统中，与CMP制程关系最为密切的即是半导体化学研磨液供应系统，其中所谓化学研磨液，是由微小颗粒物如二氧化硅或氧化铁等悬浮在液体中形成的悬浮液，研磨液的特性决定了研磨液遇到空气容易结晶的特点，而研磨液结晶后，容易堵塞微米级别的过滤器滤芯，给供液过程造成巨大的时间成本和耗材更换成本，半导体行业通常采用氮气填充在容器内，挤压在研磨液表面使其与氧气隔绝，当氮气的湿度较低时，容器内的残留空气容易与研磨液反应，产生结晶体，因此对氮气的湿度要求较高。
目前研磨液用湿氮气发生装置在使用时，通过将氮气通入装有纯化水的容器内的方式进行湿化，氮气进入容器内的初始气泡直径较大，与纯化水的接触面较小，湿化效果不够好，影响后续对研磨液的密封隔绝效果。
发明内容
为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种电子级高纯湿氮气发生装置，能够提高氮气的湿化效果，进一步提高氮气对研磨液的密封隔绝效果。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种电子级高纯湿氮气发生装置，包括支撑箱、箱盖和用于对氮气输送的送气管，所述支撑箱和箱盖通过螺栓进行固定连接，所述箱盖贯穿且固定安装有多个呈阵列分布的排气管，所述箱盖的顶端设置有用于向支撑箱注入超纯水的注水结构，所述支撑箱的开放口内设置有引流管，所述引流管的管壁通过多个支管设置有多个雾化喷头，所述支撑箱的一侧外壁设置有用于将支撑箱内超纯水持续向引流管内抽送的抽水装置；
进一步的，所述支撑箱的底端固定安装有两个支撑件，所述送气管贯穿且固定安装于两个支撑件的竖直段之间，所述送气管的外壁设置有多个呈阵列分布的分流管，所述支撑箱的底端贯穿且固定安装有多个呈阵列分布的引流筒，所述引流筒与相邻的分流管呈连通设置，所述引流筒的管壁设置有多个呈阵列分布的进气口，所述进气口位于支撑箱内，所述引流筒的进气口内延长度方向设置有多个呈阵列分布的隔板，所述引流筒内滑动安装有活塞，所述活塞的顶端与引流筒的顶壁之间固定安装有弹簧，氮气向送气管内输送的压力驱动活塞配合向引流筒的顶壁滑动，氮气从多个分流管流入引流筒，且多个进气口以及进气口内阵列分布的隔板有助于氮气在超纯水内的均匀分流，减小初始气泡的直径，有利于对氮气的湿化。
优选的，所述注水结构包括注水管，所述注水管贯穿且固定安装于箱盖的顶端，所述注水管的侧壁设置有电磁阀，具有向支撑箱内自动注水作用。
优选的，所述引流管的两个端部均固定套接有限位件，所述限位件包括U型板，所述限位件的U型板的两个平行段相远离的一侧均设置有折边，所述限位件的折边通过螺丝与支撑箱呈固定连接，限位件配合螺丝具有对引流管的固定作用，便于对引流管的拆装和维护。
优选的，所述抽水装置包括蠕动泵，所述引流管进水口设置有进液管件，所述支撑箱靠近进液管件进水口的一侧贯穿且固定安装有出液管件，所述支撑箱靠近进液管件的一侧外壁固定安装有L型架，所述蠕动泵固定安装于L型架的水平段顶端，所述蠕动泵的蠕动软管进水端部与出液管件呈固定套接，所述蠕动泵的蠕动软管出水端与进液管件呈固定套接，蠕动泵配合出液管件和进液管件将支撑箱内的支撑内的超纯水输送到引流管内，且配合多个雾化喷头对湿氮气进行进一步雾化，有助于提高氮气的湿度。
优选的，所述支撑件的截面呈倒置的T型设置，所述支撑件的水平段顶端设置有多个用于安装紧固件的通孔，具有支撑作用。
优选的，所述引流筒与相邻的分流管贴合位置设置有密封圈，所述引流筒和相邻的分流管通过法兰固定连接，密封圈具有放渗水作用，法兰便于对引流筒和分流管的拆装固定。
优选的，所述箱盖的顶端设置有用于监测支撑箱内氮气湿度的湿度传感器，所述箱盖的顶端设置有用于监测支撑箱内气压强度的压力传感器，所述支撑箱的一侧设置有用于监测支撑箱内液位变化的液位监测装置，湿度传感器监测到支撑箱内氮气湿度过小时，减小供氮气的速度，减小气泡数量，同时降低湿氮气的排出收集效率，压力传感器监测到支撑箱内气压强度过小时，增大供氮气的速度，监测到支撑箱内气压强度过大时，减小供氮气的速度，在支撑箱的一侧设置有用于监测支撑箱内液位变化的液位监测装置。
优选的，所述液位监测装置包括磁浮液位计，所述支撑箱远离抽水装置的一侧设置有两个直管，所述磁浮液位计通过法兰安装于两个直管的接口，磁浮液位计监测到支撑箱内超纯水的液位较低时，注水管配合电磁阀向支撑箱内自动注超纯水。
本发明的有益效果为：
1、通过设置支撑箱和送气管，氮气输送设备将待湿化的氮气输送到送气管，随着氮气向送气管内输送压力的增大，活塞配合向引流筒的顶壁滑动，氮气从多个分流管流入引流筒，且多个进气口以及进气口内阵列分布的隔板有助于氮气在超纯水内的均匀分流，减小初始气泡的直径，有利于提高收集的氮气湿度，提高对研磨液的隔绝空气效果
2、通过设置引流管和抽水装置，液位监测装置监测支撑箱内液位较低时，注水结构向支撑箱内自动注超纯水，抽水装置将支撑箱内的支撑内的超纯水输送到引流管内，且配合多个雾化喷头对湿氮气进行进一步雾化，有助于提高氮气的湿度，超纯水的循环流动，避免长期不置换造成水体污染。
3、通过对湿度传感器和活塞的安装，湿度传感器监测到支撑箱内氮气湿度过小时，减小供氮气的速度，送气管内氮气的压强减小，活塞向下滑动，减小支撑箱内氮气气泡数量，同时降低湿氮气的排出收集效率，压力传感器监测到支撑箱内气压强度过小时，增大供氮气的速度，监测到支撑箱内气压强度过大时，减小供氮气的速度，具有了对发生装置内氮气湿度和压强的监测和调节结构，提高了湿氮气发生的稳定性。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明中的支撑箱的剖视图；
图3为本发明中的活塞的闲置状态的结构示意图；
图4为本发明中的活塞的工作状态的结构示意图；
图5为本发明中的限位件的安装结构图。
主要元件符号说明：
图中：1、支撑箱；2、箱盖；3、排气管；4、注水管；5、电磁阀；6、支撑件；7、送气管；8、分流管；9、引流筒；10、进气口；11、隔板；12、活塞；13、弹簧；14、引流管；15、雾化喷头；16、限位件；17、进液管件；18、出液管件；19、L型架；20、蠕动泵；21、湿度传感器；22、压力传感器；23、磁浮液位计。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效进行清楚、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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，属于“内”“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所述的方位或位置，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、一特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
参照图1-2和图5，为本发明公开的一种电子级高纯湿氮气发生装置，包括支撑箱1、箱盖2和用于对氮气输送的送气管7，将支撑箱1和箱盖2通过螺栓进行固定连接，其中，支撑箱1的顶端设置有折边，箱盖2通过螺栓与支撑箱1的折边固定连接，箱盖2贯穿且固定安装有多个呈阵列分布的排气管3，具有对湿氮气的引流作用，箱盖2的顶端设置有用于向支撑箱1注入超纯水的注水结构，在支撑箱1的开放口内设置有引流管14，在引流管14的管壁通过多个支管设置有多个雾化喷头15，具有雾化加湿作用，支撑箱1的一侧外壁设置有用于将支撑箱1内超纯水持续向引流管14内抽送的抽水装置；
参照图2-4，在支撑箱1的底端固定安装有两个支撑件6，具有支撑作用，将送气管7贯穿且固定安装于两个支撑件6的竖直段之间，送气管7的入口通过法兰连接有氮气输送设备，在送气管7的外壁设置有多个呈阵列分布的分流管8，具有分流作用，在支撑箱1的底端贯穿且固定安装有多个呈阵列分布的引流筒9，引流筒9与相邻的分流管8呈连通设置，具有引流作用，在引流筒9的管壁设置有多个呈阵列分布的进气口10，进气口10位于支撑箱1内，在引流筒9的进气口10内延长度方向设置有多个呈阵列分布的隔板11，多个进气口10以及进气口10内阵列分布的隔板11有助于氮气在超纯水内的均匀分流，减小气泡的直径，提高收集的氮气湿度，在引流筒9内滑动安装有活塞12，在活塞12的顶端与引流筒9的顶壁之间固定安装有弹簧13，具有对进气口10的弹性限位作用，随着氮气向送气管7内输送压力的增大，活塞12配合弹簧13向引流筒9的顶壁滑动，与此同时，氮气从多个分流管8流入引流筒9，且多个进气口10以及进气口10内阵列分布的隔板11有助于氮气在超纯水内的均匀分流，减小初始气泡的直径，有利于提高收集的氮气湿度。
参照图2，通过注水结构向支撑箱1内注水，同时配合氮气输送设备向送气管7输送氮气，经多个分流管8和引流筒9的进气口10流入支撑箱1内，将支撑箱1内的空气排出后，配合多个排气管3收集湿氮气。注水结构包括注水管4，将注水管4贯穿且固定安装于箱盖2的顶端，在注水管4的侧壁设置有电磁阀5，具有向支撑箱1内自动注水作用。需要注意的是：氮气输送设备是现有技术，包括氮气存储罐以及罐体出口的泵体，本实施例就不做过多阐述。
参照图5，在引流管14的两个端部均固定套接有限位件16，限位件16包括U型板，限位件16的U型板的两个平行段相远离的一侧均设置有折边，限位件16的折边通过螺丝与支撑箱1呈固定连接，限位件16配合螺丝具有对引流管14的固定作用，便于对引流管14的拆装和维护。
参照图1和图2，抽水装置包括蠕动泵20，在引流管14进水口设置有进液管件17，在支撑箱1靠近进液管件17进水口的一侧贯穿且固定安装有出液管件18，具有引流作用，在支撑箱1靠近进液管件17的一侧外壁固定安装有L型架19，具有支撑作用，将蠕动泵20固定安装于L型架19的水平段顶端，蠕动泵20的蠕动软管进水端部与出液管件18呈固定套接，蠕动泵20的蠕动软管出水端与进液管件17呈固定套接，蠕动泵20配合出液管件18和进液管件17将支撑箱1内的超纯水输送到引流管14内，且配合多个雾化喷头15对湿氮气进行进一步雾化，有助于提高氮气的湿度。
支撑件6的截面呈倒置的T型设置，在支撑件6的水平段顶端设置有多个用于安装紧固件的通孔，支撑件6配合螺丝具有对支撑箱1的固定支撑作用。
在引流筒9与相邻的分流管8贴合位置设置有密封圈，提高密封性，引流筒9和相邻的分流管8通过法兰固定连接。
参照图1，在箱盖2的顶端设置有用于监测支撑箱1内氮气湿度的湿度传感器21，湿度过小时，减小供氮气的速度，减小气泡数量，同时降低湿氮气的排出收集效率，在箱盖2的顶端设置有用于监测支撑箱1内气压强度的压力传感器22，气压强度过小时，增大供氮气的速度，气压强度过大时，减小供氮气的速度，在支撑箱1的一侧设置有用于监测支撑箱1内液位变化的液位监测装置，液位较低时，注水管4配合电磁阀5向支撑箱1内自动注超纯水。
参照图1和图2，液位监测装置包括磁浮液位计23，支撑箱1远离抽水装置的一侧设置有两个直管，磁浮液位计23通过法兰安装于两个直管的接口，在支撑箱1的一侧外壁设置有PLC控制器，电磁阀5、蠕动泵20均连接于PLC控制器的输出端，湿度传感器21、压力传感器22和磁浮液位计23均连接于PLC控制器的输出端，具有调控作用。
本发明的工作原理及使用流程：氮气输送设备将待湿化的氮气输送到送气管7，随着氮气向送气管7内输送压力的增大，活塞12配合弹簧13向引流筒9的顶壁滑动，氮气从多个分流管8流入引流筒9，且多个进气口10以及进气口10内阵列分布的隔板11有助于氮气在超纯水内的均匀分流，减小初始气泡的直径，有利于提高收集的氮气湿度，与此同时，蠕动泵20配合出液管件18和进液管件17将支撑箱1内的超纯水输送到引流管14内，且配合多个雾化喷头15对湿氮气进行进一步雾化，有助于提高氮气的湿度，液位监测装置监测支撑箱1内液位较低时，注水管4配合电磁阀5向支撑箱1内自动注超纯水。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围。
Claims (8)
1.一种电子级高纯湿氮气发生装置，包括支撑箱(1)、箱盖(2)和用于对氮气输送的送气管(7)，其特征在于：所述支撑箱(1)和箱盖(2)通过螺栓进行固定连接，所述箱盖(2)贯穿且固定安装有多个呈阵列分布的排气管(3)，所述箱盖(2)的顶端设置有用于向支撑箱(1)注入超纯水的注水结构，所述支撑箱(1)的开放口内设置有引流管(14)，所述引流管(14)的管壁通过多个支管设置有多个雾化喷头(15)，所述支撑箱(1)的一侧外壁设置有用于将支撑箱(1)内超纯水持续向引流管(14)内抽送的抽水装置；
所述支撑箱(1)的底端固定安装有两个支撑件(6)，所述送气管(7)贯穿且固定安装于两个支撑件(6)的竖直段之间，所述送气管(7)的外壁设置有多个呈阵列分布的分流管(8)，所述支撑箱(1)的底端贯穿且固定安装有多个呈阵列分布的引流筒(9)，所述引流筒(9)与相邻的分流管(8)呈连通设置，所述引流筒(9)的管壁设置有多个呈阵列分布的进气口(10)，所述进气口(10)位于支撑箱(1)内，所述引流筒(9)的进气口(10)内延长度方向设置有多个呈阵列分布的隔板(11)，所述引流筒(9)内滑动安装有活塞(12)，所述活塞(12)的顶端与引流筒(9)的顶壁之间固定安装有弹簧(13)。
2.根据权利要求1所述的一种电子级高纯湿氮气发生装置，其特征在于：所述注水结构包括注水管(4)，所述注水管(4)贯穿且固定安装于箱盖(2)的顶端，所述注水管(4)的侧壁设置有电磁阀(5)。
3.根据权利要求1所述的一种电子级高纯湿氮气发生装置，其特征在于：所述引流管(14)的两个端部均固定套接有限位件(16)，所述限位件(16)包括U型板，所述限位件(16)的U型板的两个平行段相远离的一侧均设置有折边，所述限位件(16)的折边通过螺丝与支撑箱(1)呈固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种电子级高纯湿氮气发生装置，其特征在于：所述抽水装置包括蠕动泵(20)，所述引流管(14)进水口设置有进液管件(17)，所述支撑箱(1)靠近进液管件(17)进水口的一侧贯穿且固定安装有出液管件(18)，所述支撑箱(1)靠近进液管件(17)的一侧外壁固定安装有L型架(19)，所述蠕动泵(20)固定安装于L型架(19)的水平段顶端，所述蠕动泵(20)的蠕动软管进水端部与出液管件(18)呈固定套接，所述蠕动泵(20)的蠕动软管出水端与进液管件(17)呈固定套接。
5.根据权利要求1所述的一种电子级高纯湿氮气发生装置，其特征在于：所述支撑件(6)的截面呈倒置的T型设置，所述支撑件(6)的水平段顶端设置有多个用于安装紧固件的通孔。
6.根据权利要求1所述的一种电子级高纯湿氮气发生装置，其特征在于：所述引流筒(9)与相邻的分流管(8)贴合位置设置有密封圈，所述引流筒(9)和相邻的分流管(8)通过法兰固定连接。
7.根据权利要求1所述的一种电子级高纯湿氮气发生装置，其特征在于：所述箱盖(2)的顶端设置有用于监测支撑箱(1)内氮气湿度的湿度传感器(21)，所述箱盖(2)的顶端设置有用于监测支撑箱(1)内气压强度的压力传感器(22)，所述支撑箱(1)的一侧设置有用于监测支撑箱(1)内液位变化的液位监测装置。
8.根据权利要求7所述的一种电子级高纯湿氮气发生装置，其特征在于：所述液位监测装置包括磁浮液位计(23)，所述支撑箱(1)远离抽水装置的一侧设置有两个直管，所述磁浮液位计(23)通过法兰安装于两个直管的接口。
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