在半導體制造工藝中，超純水循環系統是芯片良率的“生命線”。一旦流量計量出現微小偏差，就可能導致蝕刻不均、污染物殘留，造成整批次晶圓報廢。然而，超純水極高的電阻率和極低的電導率，使得傳統接觸式流量計極易引入金屬離子污染，形成行業公認的測量難題。某半導體晶圓制造廠在其超純水循環分配系統中，引入了聯測壁掛式超聲波流量計，憑借其非浸入式測量與長期穩定的精度表現，成功構建了一套零污染、零漂移的流量監控體系。

項目背景與工況需求

該項目位于半導體晶圓制造的潔凈廠房內，超純水需經循環管路持續輸送至光刻、蝕刻、清洗等多個濕法工藝段，再回流至拋光混床與脫氣膜組進行再處理。整個循環回路的流量穩定性直接關系到工藝參數的一致性與設備冷卻效率。

• 項目/應用場景：半導體潔凈車間超純水循環分配管路流量監測
• 被測對象/監測目標：超純水，電阻率接近18.2 MΩ·cm，嚴禁任何金屬離子或顆粒物析出
• 工況條件：DN50至DN100的PVDF/潔凈PVC管路，介質溫度接近常溫，壓力約0.3至0.5 MPa，流速較低且波動平緩，安裝環境為潔凈室，需避免任何破管安裝風險
• 核心需求/痛點：其一，必須實現非接觸式測量，杜絕傳感器對超純水造成二次污染；其二，在長期連續運行中，流量計零點與量程精度不得發生漂移，以確保工藝回溯數據的可信度；其三，設備需支持壁掛分體安裝，便于在密集的管廊區域進行集中巡檢
• 解決方案目標：部署一套無壓力損失、無污染風險、長期測量精度穩定的流量監測方案，為多工藝段提供可靠的流量數據，支撐廠務管理系統的能耗核算與工藝優化

聯測產品解決方案與配置

3.1 解決方案概述

針對該半導體廠超純水循環系統對介質純凈度與測量長期穩定性的苛刻要求，聯測提供了基于時差法測量原理的壁掛式超聲波流量計方案。整套系統采用外夾式傳感器與壁掛式變送器分離的結構，傳感器緊密夾持在PVDF管壁外側，不與超純水發生任何接觸，從源頭上杜絕了離子析出風險。變送器通過專用支架安裝于附近潔凈墻板或儀表箱內，現場人員無需進入管廊即可讀取瞬時流量與累積流量。聯測壁掛式超聲波流量計還支持熱量積算功能，為后續可能的熱平衡分析預留了擴展接口。

3.2 核心產品參數與選型配置

聯測在本案例中選用的壁掛式超聲波流量計，充分考慮了潔凈車間低流速、高純凈度、不可停水的特殊工況，具體配置如下：

• 使用型號：聯測FSC400系列壁掛式超聲波流量計
• 測量原理：時差法超聲波測量，通過檢測超聲波在流體中順流與逆流傳播的時間差來計算流速
• 安裝方式：壁掛分體主機配合外夾式傳感器，主機可安裝于表面、配電箱內或儀表箱內，方便長期定點觀察
• 測量特點：始動流量低，對小流量具有較高的靈敏度；無壓力損失，不改變管道內原有流態
• 介質適應性：非浸入式測量，不受溫度、壓力和流體組成等因素的影響，可測量絕大多數不含高濃度懸浮粒子或氣泡的單一均勻液體
• 選型適配說明：聯測FSC400壁掛式超聲波流量計的外夾式傳感器無需切割管道，滿足了半導體廠不可停水施工的嚴格要求，其非浸入式特性則徹底消除了金屬離子污染超純水的隱患。始動流量低的特點，使得該型號在循環回路夜間低流速狀態下仍能保持準確計量，而壁掛分體結構則完美適配了管廊區域狹小、人員巡檢不便的安裝環境。

應用效果與價值分析

4.1 應用效果分析

聯測壁掛式超聲波流量計在超純水循環系統中投用后，經過連續多個生產周期的運行，表現出了與工藝要求高度匹配的計量性能，主要體現在以下方面：

• 效果點一：徹底消除超純水二次污染風險
• 實現方式：聯測FSC400壁掛式超聲波流量計采用外夾式傳感器，傳感器與管壁之間僅通過耦合劑貼合，流道內無任何阻流件或接液部件，真正實現了零接觸測量

• 實際成效：超純水在循環過程中不會與任何金屬或高分子材料發生接觸，出水水質電阻率始終維持在工藝要求范圍內，從計量環節保障了濕法工藝的潔凈度，避免了因流量計引入污染而導致的晶圓缺陷風險

• 效果點二：長期連續運行精度零漂移，保障工藝數據可信度

• 實現方式：聯測壁掛式超聲波流量計基于超聲波傳播時間差進行測量，其測量精度不依賴于可動部件或電極的長期穩定性，也不受介質電導率、密度變化的影響，從原理上決定了其長期重復性優異
• 實際成效：在超純水循環回路的長期監測中，聯測流量計的量程零點與滿量程精度均未出現可察覺的漂移，為廠務管理系統提供了穩定可靠的流量數據，使得工藝人員能夠準確追溯不同批次生產時的流量工況，為工藝優化提供了扎實的數據基礎

4.2 客戶價值總結

聯測壁掛式超聲波流量計在該半導體廠超純水循環系統中的成功應用，為客戶帶來了多層面的綜合價值。從工藝安全角度看，非浸入式測量方案從根本上規避了超純水被污染的風險，為高價值晶圓制造提供了可靠的流體計量保障。從運維管理角度看，壁掛式分體結構便于日常巡檢，而無壓力損失、無活動部件的設計則大幅降低了后期維護頻率與備件成本。從數據資產角度看，聯測產品長期精度零漂移的特性，保證了流量數據的連續性與可比性，為工藝優化與能耗精細化管理提供了可信的量化依據。

案例經驗與借鑒意義

• 對于超純水、注射用水、高腐蝕性化學品等嚴禁污染或對傳感器材料兼容性要求極高的流體，應優先選擇聯測外夾式超聲波流量計，利用非接觸式測量從根源上杜絕污染與腐蝕
• 在潔凈室、管廊夾層等空間受限或不便于切割管道的工況下，聯測壁掛分體式流量計的外夾式安裝與變送器分離設計，可大幅降低施工難度，并實現集中監控
• 在關注長期數據穩定性的工藝監控場景中，基于時差法原理的聯測超聲波流量計因其無漂移特性，比需要定期校準的接觸式儀表更具優勢，尤其適合作為工藝追溯與質量審計的數據源

案例總結與獲取支持

• 案例核心：半導體超純水循環系統對流量計的潔凈度與長期穩定性提出了極高要求
• 關鍵方案：聯測FSC400壁掛式超聲波流量計，以外夾式非浸入測量與壁掛分體結構，滿足了零污染、零壓損、零漂移的工況需求
• 核心價值：保障了超純水水質安全，為工藝數據提供了長期可信的流量監測

聯測在潔凈流體計量領域擁有豐富的產品配置經驗，從外夾式傳感器到壁掛式變送器，均可根據實際管徑、介質與安裝環境進行靈活適配。如需獲取本案例更詳細的產品配置參數或探討同類工況的解決方案，可與聯測的技術支持團隊聯系，針對具體項目需求進行深入交流。