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工业气体在下游产业的应用(电子工业篇)
发布日期:2017-09-20 阅读次数: 字体大小:
氧气

电子工业应用氧气,除用作助燃气体外,还是制造半导体集成电路的氧化气体,是该行业不可缺少的高纯气体之一;高纯氧气还是制造光导纤维的重要气体原料。


氮气
保护气、载气

高纯氮气是半导体集成电路生产工艺不可缺少的保护气、载气。


氮气源

大规模集成电路、彩电显像管、电视机和收录机元件及半导体元件处理的氮气源。



氩气
1、充填气、载气
氩气是一种稀有、惰性气体,具有高密度和低导热性,用于灯泡和各种放电器内充填气,氩常用来填充普通的白炽电灯泡,灯丝在空气中加热会产生燃烧现象,因此必须抽掉灯泡中的空气,但空气抽出后,炽热的灯丝就容易蒸发。所以长时间使用的灯泡在玻璃内壁会附着一层黑色薄膜。如果把一定数量的氩气或氩、氮混合气体充入灯泡里,就会增加灯泡内部的气压。氩气可以防止灯丝在炽热时蒸发,延长灯丝的寿命。也可用作气相色谱分析用载气,还用于激光器和手术用止血喷枪等。
2、制备半导体材料硅、锗的精炼和单晶
半导体材料硅、锗的精炼和单晶的制备过程中,也要用氩气作环境气体,以保护结晶成长;还用于半导体制造工艺中的化学气相淀积、晶体生长、热氧化、外延、扩散、多晶硅、钨化、离子注入、载流、烧结等。
固态二氧化碳(干冰)
 

清洁机器人、自动化设备的内部油脂、污垢;集成电路板、焊后焊药、污染涂层、树脂、溶剂性涂覆、保护层以及印刷电路板上光敏抗腐蚀剂等清除。


氢气
1、在晶体的生长与衬底的制备、氧化工艺

在晶体的生长与衬底的制备、氧化工艺中以及化学气相淀积(CVD)技术中,均要用到氢气。


2、多晶硅的制备

电子工业中多晶硅的制备需要用到氢。当硅用氯化氢生成三氯氢硅SiHCl3后,经过分馏工艺分离出来,在高温下用氢还原,达到半导体需求的纯度。


3、外延工艺

在外延工艺中,用于硅气相外延:四氯化硅或三氯氢硅在加热的硅衬底表面与氢发生反应,还原出硅沉积到硅衬底上,生成外延层上述过程对氢的纯度要求很高。


4、电子管的填充气体

对氢闸管、离子管、激光管等各种充气电子管的填充气体纯度要求更高,显像管制造中所使用的氢气纯度大于99.99%。


5、制造非晶硅太阳电池

在制造非晶硅太阳电池中,也用到纯度很高的氢气。光导纤维的应用和开发是新技术革命的重要标志之一,石英玻璃纤维是光导纤维的主要类型,在制造过程中,需要采用氢氧焰加热,经数十次沉积,对氢气纯度和洁净度都有很高要求。 


乙炔
 

乙炔气最早的应用是用来照明,主要的使用场合为航标灯。供给适量空气,乙炔可以完全燃烧发出亮白光,在电灯未普及或没有电力的地方可以用做照明光源。


氦气
1、充填磷光管

氦、氖、氩和汞蒸气混合可用于充填磷光管。


2、制成霓虹灯(字模显示灯)

对于低压放电管,在清洁的玻璃管内,氦产生白黄色的光,氦-氩产生橙色光。氖与氩-氦按不同比例混合,充入各种滤光玻璃管,可制成绚丽多彩的霓虹灯(字模显示灯)。


3、激光技术

激光技术广泛应用氦族气体。氖-氦连续激光器广泛应用于功率仅为零点几瓦应用中。贵重气体离子激光器以非常高的功率密度和在很宽广的频率范围内操作。二氧化碳激光器是普通连续激光器中功率最强和效率最高的,激发气体是氦和二氧化碳的混合物。


4、半导体器件的生产

电子工业中,氦气的最大应用是半导体器件的生产。用氦气作半导体生产过程运载气体,可以安全地将挥发性物质或气体混合物从发生源输送到扩散炉管或反应器的工作室。


5、高压电子管转换开关和调整管

在某些高压电子管转换开关和调整管中也要用到氦。氦-氩混合气在电子元件封装等工艺过程所需的微件焊接中用做保护气。用氦气作半导体生产过程的运载气体,可以安全地将挥发性物质或气体混合物从发生源输送到扩散炉管或反应器的工作室。 


氖气
1、电光源

氖气主要用于填充各种荧光灯、发光信号装置和辉光灯等。对于低压放电管,在清洁的玻璃管内,纯氖产生橙色的光,氖与氩、氦按不同比例混合,充入各种滤光玻璃管,可制成绚丽多彩的霓虹灯(字模显示灯)。氖气低压放电管广泛用做指示灯。由于氖光灯发出的红光透射能力强,长期以来氖都被用不来填充各种信号装置,作为港口、机场、车站等水陆交通要地的显示标志。氖与氩、氦和汞蒸气混合可用于充填磷光管。


2、放射性离子化检测器

放射性离子化检测器要用氖,在Geiger-Muller计数器中要用含氖、氩和氦的混合气。


3、高压电子管转换开关和调整管

在某些高压电子管转换开关和调整管中,也可以填充氖气。


4、示踪粒子检测器

在示踪粒子检测器中,氖是火花室和电子流室常用的填充气。


5、低温辐射检测器

液氖还广泛用于低温辐射检测器,以及用于空间探索计划中其他专门仪表。


6、充填闸流射电管

氖与氩混合可用来充填闸流射电管(thyratron radio tube)。


7、激光技术

激光技术广泛应用氦族气体,氖-氦连续激光器广泛应用于功率仅为零点几瓦的光学应用中。


氙气
电光源

利用氙气极高的发光强度,可充填光电管、闪光灯以及有雾航空导航灯,其放电强度甚至超过太阳光的放电强度;氙气充填的长弧氙灯,俗称/小太阳;氙气穿雾能力特强,可用于机场、车站、码头和广场;氙灯还用于彩色电影的拍摄,具有良好效果。近年来,随着科技的发展,氙气在电子、激光行业得到了广泛应用,如等离子电视、CT机等。


氪气
电光源
用氪来填充白炽灯,可以节能10%,氩和氪的混合气广泛用于充填荧光灯。氪气可充填高级电子管、实验室用的连续紫外光灯等;氪灯节省电能,使用寿命长、发光率高、体积小,如长寿氪灯是矿井的重要光源;用氪气还能制成不需要电能的原子灯;氪灯的透射率特别高,可作夜战中越野战车的照射灯光、飞机跑道灯等;氪气还用于高压水银灯、钠灯、锆点光源、闪光灯、频闪观测器、电压管、计数放电管和气体继电器等。