BAISHENG Baisheng Technology Co., Ltd.
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Purificadores de gas — Sistemas de ultra alta pureza de grado semiconductor

Gas Purifiers

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Los purificadores de gas elevan los gases de calidad industrial hasta la ultra alta pureza que exigen los procesos de semiconductores. Incluso un nitrógeno, hidrógeno, argón u oxígeno de calidad 5N (99,999%) sigue arrastrando H₂O, O₂, CO, CO₂, CH₄ y NMHC a nivel de ppm, que provocan defectos de capa, oxidación interfacial y pérdida de rendimiento en las etapas de epitaxia, grabado y deposición. Instalados en el punto de uso o en el colector general de suministro, los purificadores reducen estas impurezas a niveles de ppb e incluso ppt mediante tecnologías de adsorción, conversión catalítica y getter.

La gama cubre tres tipos: purificadores en línea de punto de uso a temperatura ambiente (5–4000 SLPM, sin necesidad de calentamiento ni gas de purga, con variantes de alta presión de 18 y 24 MPa); purificadores getter calentados de bajo caudal (0,2–150 LPM), que además eliminan CH₄ y N₂ y permiten sustituir el getter in situ; y unidades totalmente automáticas de gran caudal (10–50000 Nm³/h), con lechos de adsorción en paralelo que alternan purificación a temperatura ambiente y regeneración a alta temperatura bajo control PLC para un suministro ininterrumpido las 24 horas.

Existen modelos específicos para nitrógeno (incluida una versión catalítica para eliminar CH₄), hidrógeno (configuraciones de adsorción, getter y combinada, además de una versión criogénica con nitrógeno líquido para la eliminación profunda de CH₄, N₂ y Ar), oxígeno, gases raros (Ar, He, Kr, Ne, Xe), amoníaco, dióxido de carbono (incluida una versión específica para CO₂ supercrítico) y aire limpio y seco XCDA, junto con unidades de alta presión de 240 bar y unidades de gran caudal a temperatura ambiente, idóneas para suministro temporal o de reserva. La gama de punto de uso trata además más de treinta gases especiales, entre ellos HCl, Cl₂, BF₃, SiHCl₃, GeH₄, H₂S, AsH₃ y PH₃.

Aplicaciones habituales: suministro de gases de proceso en fábricas de obleas de 300 mm, epitaxia de displays y LED, gas inerte para salas secas de baterías de litio, fabricación de preformas de fibra óptica y gas portador para instrumentos analíticos de laboratorio. Para dimensionar un equipo hay que confirmar el tipo de gas, los caudales máximo y nominal, la calidad del gas de origen, la calidad de salida requerida y el entorno y el régimen de uso.

Model Selection

Cómo elegir: código de modelo, datos de selección y comparativa de series

El propio número de modelo lleva escrita la especificación. Si sabe leer el código, la serie, la tecnología, el caudal y las opciones se deducen directamente del modelo. A la inversa, con los seis datos siguientes la selección se cierra en una sola pasada.

Estructura del código de modelo

Tomando BS-P-G-500-N-HV como ejemplo, los seis campos de izquierda a derecha son prefijo de empresa, serie, tecnología, caudal, tipo de gas y opciones.

BS–P–G–500–N–HV
BSPrefijo de empresa
BS = Baisheng Technology
PSerie
P: purificador en línea POU a temperatura ambiente　H: calentado de bajo caudal　S: totalmente automático de gran caudal. La serie S indica el gas con un número: S5: Ar/He/Kr/Ne/Xe, S6: O₂, S7: H₂, S8/S9: N₂, S21: NH₃, S22: CDA, S32/S33: CO₂, S14: ambiente de gran caudal
GTecnología (solo serie S)
G: getter　A: adsorbente　H: adsorbente + getter combinado　C: criogénico
500Caudal
Serie P: xxx LPM (5–4000)　Serie H: xxx LPM (0,2–150)　Serie S: xxx CMH (10–50000)
NTipo de gas (solo calentado de bajo caudal)
O: oxígeno　CO₂: dióxido de carbono　H: hidrógeno　A: aire comprimido　NH: amoníaco　I: gases inertes (N₂, Ar, He, Kr, Ne, Xe)
HVOpciones
HP: alta presión　SP: presión superalta　V: válvula de diafragma de serie (solo POU)　PM: montaje en panel (solo POU)　CM: fabricación no estándar　GT: tipo armario (solo POU)

LPM significa L/min; CMH significa Nm³/h. Consulte la página de cada modelo para la configuración real de la serie S.

Seis datos necesarios para la selección

Estos seis determinan la formulación del adsorbente, el tamaño del recipiente y la arquitectura del sistema. Si falta alguno, la oferta y la selección solo pueden estimarse a partir de supuestos.

1Tipo de gas

El adsorbente de cada equipo se configura para un gas concreto y no puede cambiarse a voluntad

2Caudal (máximo y medio)

El caudal máximo fija el tamaño del equipo y el medio fija la vida del consumible: hacen falta los dos

3Calidad requerida a la salida

Los niveles ppb y ppt exigen rutas de proceso y métodos de aceptación distintos

4Calidad de la fuente de gas

La concentración de impurezas a la entrada determina la carga del lecho y la frecuencia de regeneración

5Entorno de trabajo y patrón de consumo

Suministro continuo o intermitente, si se admite parada, espacio disponible y servicios auxiliares

6Otros requisitos especiales

Tipo de conexión, clase de presión, restricciones de material, clasificación de zona con riesgo de explosión, etc.

Cómo distinguir las series P, H y S

Empiece por el rango de caudal, pregunte después si hay que eliminar CH₄ y N₂, y si se admite parada: tres preguntas bastan para llegar a una sola serie.

SerieRango de caudalCuándo elegirlaPunto técnico
Serie P (POU ambiente)5–4000 LPMCaudal pequeño, sin regeneración automática ni eliminación de CH₄Adsorción catalítica a temperatura y presión ambiente; compacta, económica, fácil de instalar y regenerable en fábrica
Serie H (calentada)0,2–150 LPMCaudal pequeño pero con necesidad de eliminar CH₄ o N₂Getter de aleación a alta temperatura; mayor profundidad de eliminación que la adsorción ambiente, cartucho sustituible in situ
Serie S (totalmente automática)10–50000 CMHCaudal elevado con operación automática y suministro ininterrumpido 24 horasLos lechos conmutan y se regeneran solos; control PLC y enclavamientos de seguridad, vida útil superior a 20 años

¿Ya sabe la serie pero no el modelo? ¿O solo tiene en la mano un informe de análisis de gas? Envíenos los seis datos anteriores y configuramos el modelo por usted.

Leer más: guía de selección de purificadores de gasContacte con nosotros para la selección
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Preguntas frecuentes

Si mi gas ya es 5N, ¿por qué sigo necesitando un purificador?
5N (99,999%) significa impurezas totales por debajo de 10 ppm, pero los procesos avanzados de semiconductores exigen niveles de ppb o incluso ppt, entre tres y seis órdenes de magnitud inferiores. La humedad residual, el oxígeno, el monóxido de carbono, el dióxido de carbono y los hidrocarburos forman capas de óxido en las interfaces epitaxiales y crean defectos en las capas finas. Además, a medida que el gas viaja desde la botella o el tanque a través de la tubería hasta el punto de uso, la desgasificación de las paredes de la tubería y las microfugas en los racores reintroducen impurezas, razón por la cual los purificadores se instalan normalmente en el punto de uso y no en la fuente del gas.
¿Cómo elijo entre el tipo POU a temperatura ambiente, el calentado y el totalmente automático?
Se reduce al caudal y a si es necesario eliminar CH₄ o N₂. Caudal de 5 a 4000 SLPM sin necesidad de regeneración automática ni de eliminar CH₄ → POU a temperatura ambiente (BSP): compacto, sin calentamiento ni gas de purga, el menor coste de instalación. Caudal de 0,2 a 150 LPM pero con necesidad de eliminar CH₄ o N₂ → tipo calentado (BSH), que emplea una aleación getter a temperatura elevada para una mayor eficiencia de eliminación. Caudal de 10 a 50000 Nm³/h con necesidad de suministro ininterrumpido las 24 horas → tipo totalmente automático (serie BSS), con varios lechos de adsorción en paralelo alternando la regeneración.
¿Cuál es la diferencia entre adsorción (ADS), getter (GET) y catalítico (CAT)?
La adsorción retiene las impurezas en el adsorbente mediante adsorción física o química; puede regenerarse a alta temperatura, dura más de 20 años y es adecuada para caudales altos. Un getter elimina las impurezas a alta temperatura mediante una reacción química irreversible: la eliminación más profunda disponible, capaz de tratar N₂ y CH₄, pero no puede regenerarse, por lo que la columna getter se sustituye una vez saturada (vida de 3 a 5 años). Un lecho catalítico convierte el CH₄, el CO y especies similares a alta temperatura en formas fácilmente adsorbibles; no necesita regeneración ni sustitución y normalmente se sitúa en serie por delante de los lechos de adsorción. En la práctica son habituales las configuraciones combinadas como CAT+ADS o ADS+GET.
¿Qué ocurre cuando el adsorbente se satura, y con qué frecuencia sucede?
Depende del tipo. Las unidades POU a temperatura ambiente se devuelven a fábrica para su regeneración aproximadamente cada 1–2 años, con una vida del cuerpo superior a 20 años. Las unidades calentadas no necesitan devolución a fábrica: la columna getter se sustituye in situ al final de su vida, con una duración de 3 a 5 años o más con un gas de origen de calidad 5N o superior. Las unidades totalmente automáticas (serie BSS) se regeneran en el propio equipo a alta temperatura mediante lechos en paralelo —uno suministra mientras otro se regenera—, por lo que en funcionamiento normal el adsorbente nunca se sustituye y la vida del equipo supera los 20 años. El tipo ambiental de gran caudal (BSS14) puede devolverse a fábrica o regenerarse in situ por el personal de servicio.
¿Por qué es el N₂ la impureza más difícil de eliminar de los gases inertes?
La molécula de nitrógeno no tiene momento dipolar y presenta una polarizabilidad baja, por lo que su interacción con los adsorbentes ordinarios es muy débil y no se adsorbe de forma estable a temperatura ambiente. Su tamaño molecular también es próximo al del argón, por lo que la separación por tamaño de poro de un tamiz molecular no basta por sí sola para distinguirlos. Los diseños de adsorción pura como el BSS5-A son, por tanto, en gran medida ineficaces frente al N₂. Solo existen dos vías viables: emplear un getter a alta temperatura para que el nitrógeno participe en una reacción química irreversible (BSS5-G / BSS5-H), o enfriar el lecho de adsorción al rango del nitrógeno líquido para elevar drásticamente la capacidad (tipos criogénicos como el BSS7-C).
¿Qué información necesitan para especificar un purificador?
Seis elementos: el tipo de gas (incluida la composición de cualquier mezcla); el caudal (máximo y nominal indicados por separado); la calidad del gas de origen (límite superior de cada impureza a la entrada); la calidad de salida requerida (valor objetivo de cada impureza); el entorno de servicio y el patrón de uso (continuo o intermitente, presión de trabajo, temperatura ambiente, si se requiere construcción antideflagrante); y cualquier otro requisito especial, como límites de espacio, integración con la monitorización de la instalación o necesidades de certificación. Cuanto más completa sea la información, más precisas serán la selección y la cotización.
¿Qué significan las letras y los números del código de modelo?
Tomando BS-P-G-500-N-HV como ejemplo, los seis campos se leen de izquierda a derecha así. BS es el prefijo de la empresa Baisheng. El segundo campo es la serie: P para unidades POU en línea a temperatura ambiente, H para unidades calentadas de bajo caudal y S para unidades totalmente automáticas de gran caudal; la serie S añade además un número para el gas — S5 abarca Ar / He / Kr / Ne / Xe, S7 es H₂, S8 y S9 son N₂, S22 es CDA. El tercer campo es la tecnología y solo se aplica a la serie S: A para adsorción, G para getter, H para el tipo combinado y C para criogénico. El cuarto campo es el caudal, expresado en LPM para las series P y H y en Nm³/h para la serie S. El quinto campo solo se usa en las unidades calentadas de bajo caudal para indicar el tipo de gas. El sexto campo recoge las opciones, como HP para alta presión, SP para presión superalta y GT para tipo armario. Una vez que sabe leer estos seis campos, la especificación se ve directamente en el número de modelo.
¿Cómo se verifica la pureza del gas después de la purificación?
ppb y ppt son dos regímenes de medición distintos y requieren instrumentos distintos. La humedad y el oxígeno a nivel de ppb pueden monitorizarse de forma continua con analizadores en línea de trazas de humedad y de oxígeno. Los objetivos a nivel de ppt —por ejemplo los orgánicos, ácidos, bases y compuestos refractarios del XCDA— exigen métodos específicos como APIMS, GC-MS con desorción térmica o ICP-MS, y la propia línea de muestreo debe estar construida con material de alta pureza; de lo contrario la lectura refleja la línea de muestreo y no la fuente de gas. En la práctica, los instrumentos de campo a la salida de CDA o N₂ pueden leer concentraciones de H₂O en el rango de 0,001 a 0,006 ppbV. Recomendamos acordar el método de aceptación y el procedimiento de muestreo ya en la fase de compra y construir una línea base con muestreos periódicos: una tendencia es mucho más fiable que una lectura aislada.
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