នៅក្នុងការផលិតឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិកពាក់កណ្តាលចរន្ត ប្រព័ន្ធចែកចាយសីតុណ្ហភាពត្រជាក់ត្រូវបានគេរំពឹងថានឹងធ្វើច្រើនជាងការផ្ទេរអាសូតរាវ ឬអារហ្គុនពីចំណុចមួយទៅចំណុចមួយទៀត។ សារធាតុរាវត្រូវតែរក្សាស្ថេរភាព ស្អាត និងមានដំណាក់កាលតែមួយរហូតដល់ចំណុចប្រើប្រាស់។ សូម្បីតែការចូលកំដៅតិចតួចក៏អាចបង្កើតឧស្ម័នភ្លឹបភ្លែតៗ ការប្រែប្រួលសម្ពាធ ឬការបំពុលសំណើមដែលប៉ះពាល់ដល់ស្ថេរភាពដំណើរការ។

នោះហើយជាមូលហេតុដែលបំពង់អ៊ីសូឡង់សុញ្ញកាសប្រព័ន្ធទាំងនេះត្រូវបានគេប្រើជាទូទៅនៅក្នុងរោងចក្រផលិតស៊ីមីកុងដុកទ័រជំនួសឱ្យបំពង់ដែលមានអ៊ីសូឡង់ស្នោធម្មតា។ នៅពេលដែលផ្សំជាមួយនឹងប្រព័ន្ធដែលគ្រប់គ្រងបានត្រឹមត្រូវប្រព័ន្ធបូមធូលីឌីណាមិកការលេចធ្លាយកំដៅសរុបអាចនៅតែទាបជាង 3 W/m2 ខណៈពេលដែលរក្សាស្ថេរភាពក្នុងកន្លែងទំនេររយៈពេលវែងនៅទូទាំងខ្សែបញ្ជូនទាំងមូល។

សម្រាប់កម្មវិធីស៊ីមីកុងដុកទ័រ អ៊ីសូឡង់សុញ្ញកាសមិនគួរត្រូវបានចាត់ទុកថាជាស្រទាប់អកម្មជុំវិញបំពង់នោះទេ។ វាគឺជាប្រព័ន្ធកម្ដៅសកម្មដែលតម្រូវឱ្យមានដំណើរការសុញ្ញកាសដែលអាចវាស់វែងបាន និងសមត្ថភាពថែទាំរយៈពេលវែង។ នៅក្នុងបរិយាកាសផលិតបន្ទះឈីបដែលមានភាពជាក់លាក់ខ្ពស់ សូម្បីតែការកើនឡើងបន្តិចបន្តួចនៃសីតុណ្ហភាពតិត្ថិភាពសារធាតុរាវក៏អាចនាំឱ្យមានលក្ខខណ្ឌលំហូរពីរដំណាក់កាលដែលជ្រៀតជ្រែកជាមួយសៀគ្វីត្រជាក់ ប្រព័ន្ធបន្សុទ្ធ ឬឧបករណ៍ត្រួតពិនិត្យដំណើរការ។

ហេតុអ្វីបានជាការលេចធ្លាយកំដៅមានសារៈសំខាន់នៅក្នុងប្រព័ន្ធ Cryogenic Semiconductor

ខ្សែបញ្ជូនកំដៅត្រជាក់នីមួយៗត្រូវបានប៉ះពាល់ដោយទម្រង់ផ្ទេរកំដៅសំខាន់ៗចំនួនបី៖

• វិទ្យុសកម្មឆ្លងកាត់លំហរាងជារង្វង់
• ចរន្តឧស្ម័នដែលបណ្តាលមកពីម៉ូលេគុលដែលនៅសេសសល់
• ចរន្តរឹងតាមរយៈឧបករណ៍ទ្រទ្រង់ និងឧបករណ៍បំបែក

នៅក្នុងការរចនាត្រឹមត្រូវបំពង់អ៊ីសូឡង់សុញ្ញកាសសម្ពាធរាងជារង្វង់ជាធម្មតាត្រូវបានកាត់បន្ថយក្រោម 1×10⁻⁴ Pa។ នៅកម្រិតសុញ្ញากาศនោះ ម៉ូលេគុលឧស្ម័នដែលនៅសល់មានផ្លូវសេរីជាមធ្យមធំជាងគម្លាតរាងជារង្វង់ ដែលកាត់បន្ថយចរន្តកំដៅឧស្ម័នយ៉ាងខ្លាំង។

ការផ្ទេរកំដៅរស្មីត្រូវបានគ្រប់គ្រងដោយប្រើអ៊ីសូឡង់ច្រើនស្រទាប់ (MLI)។ អ៊ីសូឡង់មានស្រទាប់ឆ្លាស់គ្នានៃសន្លឹកអាលុយមីញ៉ូមឆ្លុះបញ្ចាំង និងសម្ភារៈចន្លោះដែលមានចរន្តទាប។ ជាមួយនឹងដង់ស៊ីតេស្រទាប់ត្រឹមត្រូវ និងវិធីសាស្ត្រដំឡើង លំហូរកំដៅរស្មីអាចត្រូវបានកាត់បន្ថយមកត្រឹមពីរបីវ៉ាត់ក្នុងមួយម៉ែត្រការ៉េប៉ុណ្ណោះ។

ផ្លូវកម្ដៅដែលនៅសល់ភាគច្រើនមកពីឧបករណ៍ទ្រទ្រង់មេកានិច។ ដើម្បីកាត់បន្ថយផលប៉ះពាល់នេះ សម្ភារៈដែលមានចរន្តទាបដូចជាសរសៃកញ្ចក់ G-10 ឬ Torlon® ជាធម្មតាត្រូវបានប្រើ។ ឧបករណ៍ទ្រទ្រង់ទាំងនេះនៅតែត្រូវការកម្លាំងមេកានិចគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីអត់ធ្មត់នឹងការកន្ត្រាក់កម្ដៅ រំញ័រ និងបន្ទុករញ្ជួយដីកំឡុងពេលប្រតិបត្តិការ។

លើចម្ងាយផ្ទេរដ៏វែងឆ្ងាយ ភាពខុសគ្នារវាងអ៊ីសូឡង់បូមធូលី និងអ៊ីសូឡង់ស្នោ កាន់តែគួរឱ្យកត់សម្គាល់។ ប្រព័ន្ធបូមធូលីដែលត្រូវបានថែទាំយ៉ាងល្អអាចរក្សាបាននូវដំណើរការកម្ដៅដែលមានស្ថេរភាពអស់រយៈពេលជាច្រើនឆ្នាំ ខណៈពេលដែលអ៊ីសូឡង់ស្នោស្រូបយកសំណើមពីបរិយាកាសបន្តិចម្តងៗ។ នៅពេលដែលសំណើមចូលទៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធអ៊ីសូឡង់ ហើយកក ប្រសិទ្ធភាពកម្ដៅជាធម្មតាថយចុះតាមពេលវេលា។

នៅក្នុងប្រព័ន្ធចែកចាយ LN₂ នៃស៊ីមីកុងដុកទ័រជាក់ស្តែងបំពង់ដែលមានអ៊ីសូឡង់សុញ្ញកាសអាចកាត់បន្ថយការពុះកញ្ជ្រោលបានយ៉ាងសំខាន់បើប្រៀបធៀបទៅនឹងបំពង់ដែលមានអ៊ីសូឡង់ស្នោបែបប្រពៃណី ជាពិសេសនៅលើការរត់ក្រៅផ្ទះរយៈពេលយូរ ឬក្បាលបំពង់សំខាន់ៗដែលដំណើរការជាបន្តបន្ទាប់។

ប្រព័ន្ធបូមធូលីឌីណាមិក

បញ្ហាមួយជាមួយអាវបូមធូលីឋិតិវន្តគឺថា គុណភាពបូមធូលីអាចចុះខ្សោយបន្តិចម្តងៗក្នុងរយៈពេលជាច្រើនឆ្នាំ ដោយសារតែការបញ្ចេញឧស្ម័នចេញ ការជ្រាបចូលនៃអេលីយ៉ូម ឬការលេចធ្លាយមីក្រូទស្សន៍។

ដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហានេះ បំពង់ដែលមានអង្កត់ផ្ចិតធំបំពង់អ៊ីសូឡង់សុញ្ញកាសប្រព័ន្ធអាចត្រូវបានបំពាក់ដោយប្រព័ន្ធបូមធូលីឌីណាមិកជាធម្មតា ប្រព័ន្ធនេះរួមបញ្ចូលទាំងការរៀបចំស្នប់ម៉ូទ័រទួរបូម៉ូលេគុលតូច ឬស្នប់រមូរ ដែលស្ដារឡើងវិញជាប្រចាំនូវកន្លែងទំនេររាងជារង្វង់ទៅសភាពរចនាដើមរបស់វា។

កម្រិត​សម្ពាធ​ខ្យល់​ត្រូវ​បាន​ត្រួតពិនិត្យ​ជា​បន្តបន្ទាប់​ដោយ​ប្រើ​ម៉ាស៊ីន​វាស់​កាតូត​ត្រជាក់។ ម៉ាស៊ីន​បូម​ដំណើរការ​លុះត្រា​តែ​សម្ពាធ​កើនឡើង​លើស​ពី​ចំណុច​កំណត់​គោលដៅ ដូច្នេះ​តម្រូវការ​ប្រើប្រាស់​ថាមពល និង​ការថែទាំ​នៅ​តែ​ទាប។

នៅក្នុងគម្រោងធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនូវរោងចក្រផលិតស៊ីមីកុងដុកទ័រមួយក្នុងទីក្រុង Hsinchu ប្រទេសតៃវ៉ាន់ ប្រព័ន្ធបូមធូលីដែលគ្រប់គ្រងយ៉ាងសកម្មបានអនុញ្ញាតឱ្យក្បាលផ្ទេរ LN₂ ចាស់មួយអាចស្តារដំណើរការកម្ដៅឱ្យជិតនឹងស្ថានភាពប្រតិបត្តិការដើមរបស់វាដោយមិនចាំបាច់បិទខ្សែសង្វាក់ផលិតកម្ម។ សម្រាប់គម្រោងថ្មីៗ ការថែទាំធូលីសកម្មក៏ផ្តល់ឱ្យប្រតិបត្តិករនូវទំនុកចិត្តកាន់តែប្រសើរឡើងលើស្ថេរភាពអ៊ីសូឡង់រយៈពេលវែងពេញមួយអាយុកាលសេវាកម្មរបស់ប្រព័ន្ធ។

សម្ភារៈ និងការរចនាប្រព័ន្ធ

សម្រាប់កម្មវិធីស៊ីមីកុងដុកទ័រ និងកម្មវិធីដែលមានភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់បំផុត បំពង់ដំណើរការខាងក្នុងជាធម្មតាត្រូវបានផលិតពីដែកអ៊ីណុក 304L ឬ 316L។ ផ្ទៃខាងក្នុងត្រូវបានសម្អាត បន្សុទ្ធ និងធ្វើឱ្យអសកម្ម ដើម្បីបំពេញតាមតម្រូវការសេវាកម្មស្អាតដោយអុកស៊ីសែន និងកាត់បន្ថយហានិភ័យនៃការបំពុល។

ស្រទាប់ខាងក្រៅអាចប្រើដែកថែបកាបូនលាបពណ៌ ឬដែកអ៊ីណុកអាស្រ័យលើបរិយាកាសដំឡើង។ នៅក្នុងតំបន់ដែលនៅជាប់នឹងបន្ទប់ស្អាត ស្រទាប់ខាងក្រៅដែកអ៊ីណុកច្រើនតែត្រូវបានគេពេញចិត្តដើម្បីជៀសវាងការច្រេះ ឬការបំពុលផ្ទៃ។

ការកន្ត្រាក់កម្ដៅក៏ត្រូវពិចារណាដោយប្រុងប្រយ័ត្នផងដែរ។ ខ្សែបញ្ជូន LN₂ អាចកន្ត្រាក់ប្រហែល 2.5–3 មីលីម៉ែត្រក្នុងមួយម៉ែត្ររវាងសីតុណ្ហភាពព័ទ្ធជុំវិញ និងសីតុណ្ហភាពប្រតិបត្តិការ។ ដើម្បីស្រូបយកចលនានេះ ឧបករណ៍ទូទាត់សងការពង្រីកប្រភេទប៉ោលជាធម្មតាត្រូវបានដំឡើងនៅទីតាំងយុថ្កាដែលបានគណនានៅទូទាំងបណ្តាញបំពង់។

ក្នុងករណីដែលត្រូវការចលនា ឬភាពបត់បែនទុយោដែលអាចបត់បែនបានដែលមានអ៊ីសូឡង់សុញ្ញកាសការផ្គុំ​ត្រូវ​បាន​គេ​ប្រើប្រាស់​ជា​ទូទៅ។ ទីតាំង​ធម្មតា​រួម​មាន​ការ​តភ្ជាប់​ធុង ការ​ត​ភ្ជាប់​ឧបករណ៍ សាខា​នៃ​បំពង់​បង្ហូរ​ប្រេង និង​ស្គី​ដំណើរការ​ចល័ត។

ទុយោដែលអាចបត់បែនបានទាំងនេះប្រើស្នូលខាងក្នុងរាងជាសរសៃរលុង រួមជាមួយនឹងអាវក្រៅដែលមានខ្យល់ចេញចូល និងរចនាសម្ព័ន្ធ MLI ស្រដៀងនឹងបំពង់ខ្យល់រឹង។ ការផ្គុំដែលត្រូវបានរចនាឡើងយ៉ាងត្រឹមត្រូវអាចរក្សាបាននូវភាពសុចរិតនៃខ្យល់ចេញចូល បន្ទាប់ពីវដ្តកម្ដៅ cryogenic ម្តងហើយម្តងទៀត ខណៈពេលដែលក៏ការពារការបង្កើតទឹកកកពីខាងក្រៅ ដែលជារឿងធម្មតានៅលើទុយោដែលមានខ្ចោដែលមិនមានអ៊ីសូឡង់។

វ៉ាល់អ៊ីសូឡង់សុញ្ញកាសនិងឧបករណ៍បំបែកដំណាក់កាល

ការគ្រប់គ្រងការលេចធ្លាយកំដៅមិនត្រូវបានកំណត់ចំពោះផ្នែកបំពង់ត្រង់នោះទេ។ វ៉ាល់ និងឧបករណ៍បំបែកដំណាក់កាលក៏ដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់ក្នុងការរក្សាលក្ខខណ្ឌលំហូរ cryogenic ដែលមានស្ថេរភាពផងដែរ។

A វ៉ាល់អ៊ីសូឡង់សុញ្ញកាសជាធម្មតាប្រើគម្របម៉ាស៊ីនដែលលាតសន្ធឹង និងតួដែលមានអាវក្រៅក្នុងសុញ្ញកាស ដើម្បីការពារតំបន់ផ្សាភ្ជាប់សំខាន់ៗឱ្យឆ្ងាយពីសីតុណ្ហភាពទាបខ្លាំង។ វាជួយការពារការកកនៅជុំវិញការវេចខ្ចប់ដើម និងកាត់បន្ថយការខាប់ដែលមិនចង់បាននៅខាងក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធវ៉ាល់។

បើគ្មានអ៊ីសូឡង់សុញ្ញកាសទេ វ៉ាល់អាចក្លាយជាចំណុចលេចធ្លាយកំដៅប្រមូលផ្តុំនៅក្នុងប្រព័ន្ធ។ នៅក្នុងសេវាកម្មសីតុណ្ហភាពរាវ នេះអាចបង្កើតហោប៉ៅចំហាយទឹកក្នុងមូលដ្ឋាន ស្ថានភាពលំហូរមិនស្ថិតស្ថេរ ឬព្រឹត្តិការណ៍ញញួរទឹក។

សម្រាប់ប្រព័ន្ធដំណើរការពាក់កណ្តាលចរន្តអគ្គិសនី វ៉ាល់រាងជារង្វង់ដែលមានគម្របម៉ាស៊ីនពង្រីក និងវ៉ាល់បាល់ច្រកចូលខាងលើ ត្រូវបានគេប្រើជាទូទៅស្របតាមតម្រូវការ ASME B31.3 និង EN 13480។

A ឧបករណ៍បំបែកដំណាក់កាលដែលមានអ៊ីសូឡង់សុញ្ញកាសត្រូវបានប្រើដើម្បីយកឧស្ម័នបញ្ចេញពន្លឺចេញមុនពេលសារធាតុរាវចូលទៅក្នុងឧបករណ៍ខាងក្រោមដែលងាយរងគ្រោះ។ នៅក្នុងកម្មវិធីស៊ីមីកុងដុកទ័រ លំហូរពីរដំណាក់កាលមិនស្ថិតស្ថេរអាចបង្កើតការប្រែប្រួលសម្ពាធធំល្មមដើម្បីបង្កឱ្យមានសំឡេងរោទិ៍ដំណើរការ ឬការជាប់គ្នានៃឧបករណ៍។

ការរចនាឧបករណ៍បំបែកភាគច្រើនប្រើច្រកចូលតង់សង់រួមជាមួយរចនាសម្ព័ន្ធឌីមីស្ទើរខាងក្នុងដើម្បីបង្កើនប្រសិទ្ធភាពនៃការបំបែកចំហាយ-រាវ។ នៅក្នុងគម្រោងជាច្រើន ឧបករណ៍បំបែកត្រូវបានផ្សំជាមួយធុងខ្នាតតូចដែលបានដំឡើងនៅជិតកម្រាលដំណើរការ។ ធុងខ្នាតតូចដើរតួជាបរិមាណសតិបណ្ដោះអាសន្នក្នុងស្រុកដែលជួយរក្សាស្ថេរភាពនៃការប្រែប្រួលតម្រូវការរយៈពេលខ្លីដោយមិនចាំបាច់បញ្ចូលបន្ទុកកំដៅបន្ថែមដ៏សំខាន់។

ឧទាហរណ៍គម្រោងឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិក

គម្រោងពង្រីករោងចក្រ DRAM នៅប្រទេសកូរ៉េខាងត្បូង តម្រូវឱ្យមានបណ្តាញចែកចាយ LN₂ ថ្មីមួយដែលបម្រើឧបករណ៍ធ្វើតេស្តត្រជាក់ក្រោមការជ្រមុជ និងឧបករណ៍ដំណើរការបន្ទះសៀគ្វី។

ការដំឡើងនេះរួមមានបំពង់រឹងដែលមានអ៊ីសូឡង់សុញ្ញากาศប្រហែល 180 ម៉ែត្រដែលភ្ជាប់ទៅនឹងមែកឧបករណ៍ជាច្រើនតាមរយៈបំពង់បត់បែនដែលមានអ៊ីសូឡង់សុញ្ញากาศ។ ឧបករណ៍បំបែកដំណាក់កាលដែលមានអ៊ីសូឡង់សុញ្ញากาศ និងធុងតូចទំហំ 2 ម៉ែត្រគូប ត្រូវបានដំឡើងនៅជិតតំបន់ផ្ទុកទំនិញច្រើន។

ប្រព័ន្ធស្នប់បូមធូលីថាមវន្តបានរក្សាសម្ពាធរាងជារង្វង់ឱ្យនៅក្រោម 5×10⁻⁶ mbar នៅលើបំពង់ផ្ទេរទំហំ 6 អ៊ីញសំខាន់ៗ។

អំឡុងពេលដាក់ឲ្យដំណើរការ ការលេចធ្លាយកំដៅដែលវាស់បាននៅលើក្បាលបឋមមានជាមធ្យមប្រហែល 1.3 W/m2 ក្រោមលក្ខខណ្ឌប្រតិបត្តិការដែលមានស្ថេរភាព។ បន្ទាប់ពីសេវាកម្មជាប់លាប់រយៈពេលមួយឆ្នាំ វដ្តស្តារឡើងវិញក្នុងកន្លែងទំនេរតាមកាលកំណត់បានរក្សាដំណើរការអ៊ីសូឡង់ឱ្យនៅជិតស្ថានភាពមូលដ្ឋានដើម។

បើប្រៀបធៀបទៅនឹងគោលគំនិតអ៊ីសូឡង់ស្នោពីមុន រោងចក្រនេះបានរាយការណ៍ពីការខាតបង់អាសូតរាវទាបជាងគួរឱ្យកត់សម្គាល់ និងមានស្ថេរភាពប្រតិបត្តិការប្រសើរឡើង។ កំណត់ហេតុដំណើរការក៏មិនបានបង្ហាញព្រឹត្តិការណ៍បំពុលទាក់ទងនឹងសំណើមដែលទាក់ទងនឹងការរិចរិលអ៊ីសូឡង់ដែរ។

កម្មវិធី

ប្រព័ន្ធផ្ទេរសីតុណ្ហភាពត្រជាក់ដែលមានអ៊ីសូឡង់ក្នុងសុញ្ញកាសត្រូវបានគេប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយក្នុងការផលិតឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិក ហេដ្ឋារចនាសម្ព័ន្ធឧស្ម័នធម្មជាតិរាវ (LNG) ការចែកចាយឧស្ម័នឧស្សាហកម្ម និងកម្មវិធីអ៊ីដ្រូសែនរាវ។

ទោះបីជាបរិយាកាសប្រតិបត្តិការខុសគ្នាក៏ដោយ គោលបំណងវិស្វកម្មនៅតែដដែល៖

• រក្សាស្ថេរភាពនៃកន្លែងទំនេរ
• កាត់បន្ថយការចូលកំដៅ
• រក្សាស្ថេរភាពដំណាក់កាលពេញមួយដំណើរការផ្ទេរ

ការរចនាប្រព័ន្ធជាធម្មតាអនុវត្តតាមស្តង់ដារអន្តរជាតិដូចជា ASME B31.3, EN 13480 និង ISO 21029 អាស្រ័យលើវិសាលភាពគម្រោង និងតម្រូវការតំបន់។

សម្រាប់​គ្រឿងបរិក្ខារ​ផលិត​ស៊ីមីកុងដុកទ័រ ដំណើរការ​របស់​ប្រព័ន្ធ​ចែកចាយ​សីតុណ្ហភាព​ត្រជាក់​ប៉ះពាល់​ដោយ​ផ្ទាល់​ដល់​ប្រសិទ្ធភាព​ប្រតិបត្តិការ ការប្រើប្រាស់​សារធាតុរាវ និង​ភាពជឿជាក់​នៃ​ដំណើរការ​រយៈពេល​វែង។ ដោយសារ​ហេតុផល​នោះ បំពង់ វ៉ាល់ ឧបករណ៍​បំបែក និង​ប្រព័ន្ធ​ថែទាំ​សុញ្ញកាស​គួរតែ​ត្រូវ​បាន​រចនា​ឡើង​ជា​ប្រព័ន្ធ​កម្ដៅ​រួម​គ្នា​មួយ​ជាជាង​សមាសធាតុ​ឯករាជ្យ។

At HL Cryogenicsយើងធ្វើការជាមួយអ្នកម៉ៅការ EPC ក្រុមហ៊ុនឧស្ម័ន និងរោងចក្រផលិតស៊ីមីកុងដុកទ័រ ដើម្បីបង្កើតដំណោះស្រាយផ្ទេរសីតុណ្ហភាពត្រជាក់ដោយផ្អែកលើលក្ខខណ្ឌប្រតិបត្តិការជាក់ស្តែង គោលដៅបន្ទុកកម្ដៅ និងតម្រូវការដំឡើង ជាជាងការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធកាតាឡុកស្តង់ដារ។

ប្រសិនបើអ្នកកំពុងរៀបចំផែនការគម្រោងរោងចក្រផលិតឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិកថ្មី ឬកំពុងធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនូវបណ្តាញចែកចាយ LN₂ ដែលមានស្រាប់ ក្រុមវិស្វកម្មរបស់យើងអាចជួយវាយតម្លៃដំណើរការលេចធ្លាយកំដៅ យុទ្ធសាស្ត្រសុញ្ញកាស និងការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធប្រព័ន្ធសម្រាប់ប្រតិបត្តិការរយៈពេលវែង។