前沿技术用于监测RTP快速退火炉氧含量的高温氧气分析仪

查看全部 · 发表于 2023-10-18 11:36:49

RTP快速退火炉是一种高温热处理设备，将晶片快速加热到设定温度（超过1000℃的高温状态），进行短时间快速热处理的方法，从而控制材料的微观结构的可控调节和物理性能的改善。广泛应用于半导体、光电子、纳米材料等领域的研究和生产中，可以帮助人们更好地了解材料的本质和开发出更的新材料。

退火炉其工作原理是将样品放置在炉膛中，在惰性气氛下进行快速加热和冷却。快速加热可以通过电阻加热、激光辐射等方式实现，通常需要几秒钟到几分钟的时间。然后，样品会在几毫秒内被强制冷却至室温，以限制材料结构的再生长和晶粒的长大。这种快速退火过程可以促进晶体的非平衡状态，从而改变其物理性质，例如提高导电率、硬度和耐腐蚀性等。为此值得注意的是在退火炉工作时，炉内处于正压状态且氧含量几乎为零，这是为了防止外界空气进入。另一方面由于炉内氧分压不足，空气中的氧还是会少量扩散到炉内。当退火炉内的氧含量出现异常时，可能源于以下几种原因：

[size=14.0000pt]（1）预热段入口密封棍密封性能不足或密封氮气效果欠佳；

（2）加热炉辐射管出现烧穿现象，导致加热段氧气含量上升；

（3）冷却段循环风机入口处及相关管道阀件存在漏气现象，如轴承、仪表接口、管道与炉壁法兰处。

因此在退火炉生产过程中，气体成份的变化，直接影响产品的品质，通常需要采取微量氧气分析仪，常量氧气分析仪、露点仪分析仪监测工业过程中的气氛变化，通过PLC控制连锁，控制系统进行配合后，将成分参数与其他参数综合进行分析处理，会更容易提高调解品质，达到优质、高产、低耗的目的。通过氧气分析仪不间断的测定炉膛内的氧气含量，以便及时发现问题，迅速采取相应的措施、杜绝事故的发生。分析系统分别对镀锌退火炉的预热段、加热段、喷冷段、的微量水、常量氧、常量氢、微量氧进行分析。工采网提供的一款英国SST高温氧气分析仪–OXY-Flex供电电压为24V，有多种输出∶4~20mA,0~10VRS232，适用于不易接触到气体的测星场合或封闭系统，如通风管道，烟道和容器里。

普通温度型氧气分析仪OXY-FLEX-X系列用来测量空气或惰性气体里氧气浓度，气体温度范围是-100到+250℃;高温系列氧气分析仪OXY-FLEX-X-H 系列是用来测量空气或惰性气体里氧气浓度，温度范围是-100到+40OC。这类产品特别适用于不易接触到气体的测量场合或封闭系统，如通风管道，烟道和容器里。

其次SST系列氧传感器并不是直接测量氧气浓度，而是待测气体里的氧分压值。为了直接输出氧气浓度，氧气分析仪OXY-FLEX必须在空气里或者已知特定参考浓度的气体里进行标定。标定或重参考可以让标定输入端连接GND实现，并监测数字周期输出状态或看板子绿灯状态。标定过程中，输出可以自动标定为一个固定参考值或通过改变电位器值手动标定为任何输出值。固定参考值出厂默认为20.7%为普通大气里标定值;标定值也可以在已知参考浓度气体里通过RS232接口设置标定。标定值一直保存。再次说明，自动或手动标定可以用户设置。正常的标定去除了应用中和大气压力变化所造成的影响，也排除了传感器工作最初几百个小时内可能发生的漂移问题。