电子工业用气体三氟化硼

电子工业用气体三氟化硼

国家标准 GB/T14603一2009 代替GB/T146031993 电子工业用气体三氟化砸 Gasesforeleetronieindustry一Borontrifuoride 2009-10-30发布 2010-05-01实施 国家质量监督检验检疫总局 发布 国家标准化管蹬委员会国家标准
GB/T14603一2009 电子工业用气体三氟化砸 范围 本标准规定了电子工业用三氟化砌的技术要求,试验方法检验规则,包装、标志、贮运及安全要求 本标准适用于以氧气和棚单质为原料,采用直接化合的方法制得并经过纯化制取的三氟化棚;和以 氟棚酸钠为原料热分解法制得并经过纯化制取的三氟化碉 主要用于半导体器件和集成电路生产的离 子注人和掺杂 分子式:BF 相对分子质量67.805(按2005年国际相对原子质量计算) 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款 凡是注日期的引用文件,其随后所有 的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本 凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准 GB190危险货物包装标志 GB/T3723工业用化学产品采样安全通则 GB7144气瓶颜色标志 GB11640铝合金无缝气瓶 GB14194永久气体气瓶充装规定 气瓶安全监察规程 危险货物运输规则 技术要求 三氟化碉的质量应符合表1和表2的要求 注:质量保证期为18个月 表1直接反应法制备的产品技术指标 目 标 项 指 三氟化碉(BF)纯度(摩尔分数/10 99.999 99.995 氮(N:)含量(摩尔分数)/10" 20 氧氢(OAr)含量摩尔分数)/10-" 10 二氧化碳(co.)含量(摩尔分数) /10-6 四氟化碳(CF)含量(摩尔分数)/10-" 0 四氟化硅(SiF)含量(摩尔分数/10 5o 总杂质含量(摩尔分数)/10" 10 颗粒 供需双方商定 供需双方商定
GB/T14603一2009 表2热分解法制备的产品技术指标 目 标 项 指 三氟化棚(EF)纯度(摩尔分数)/10 99.995 1o 氮(N)十氧(O)十氧(Ar)含量(摩尔分数)/10" 10 二氧化碳(co.)含量(摩尔分数/10" 10 二氧化硫(SO.)含量(摩尔分数/10- 20 四氟化硅SiF)含量(摩尔分数/10- 硫酸盐(SO"=)含量摩尔分数)/10-" 总杂质含量摩尔分数)/10-" 50 供需双方商定 颗粒 试验方法 抽样、判定和复验 三氟化酬产品应逐一检验并验收 当检验结果有任何一项指标不符合本标准技术要求时,则判 4.1.1 该产品不合格 4.1.2三氟化棚采样安全应符合GB/T3723的相关规定 4.2三氟化棚纯度 直接反应法制备三化碉纯度按式(1)计算 4.2.1 p十p十p十中十p×10" p=100 式中 三氟化碉纯度(摩尔分数),1l0-"; 氮含量(摩尔分数),l0-"; 氧十氯含量(摩尔分数),l0-" p. 中 二氧化碳含量(摩尔分数),1l0" 中 -四氟化碳含量(摩尔分数),10-" p -四氟化硅含量(摩尔分数),l0" 4.2.2热分解法制备三氟化棚纯度按式(2)计算 =100一必十中十中十p×10 式中: 三氟化棚纯度(摩尔分数),10-; p 中 空气含量(摩尔分数),l0" p 二氧化硫含量(摩尔分数),l0"; p -四氟化硅含量(摩尔分数),0 硫酸盐含量(摩尔分数),10-" p 4.3氮、氧(氢)、二氧化碳,四氟化碳的测定 4. .3.1仪器 采用配备带切割装置的氢离子化检测器气相色谱仪测定三氟化砌中的氮、氧(氧),二氧化碳和四氟 化碳 气相色谱流程示意图见附录A的图A.1 检测限的摩尔分数:0.1×10-" 4.3.2原理 电子与稀有气体碰撞形成亚稳态原子,该亚稳态原子的激发能传递到样品分子或原子;如果样品分 子或原子的电离电位(IP)小于亚稳态原子的激发电位,样品将通过碰撞被电离,使离子流增大
GB/T14603一2009 4.3.3测定条件 载气:高纯氢,必须经过纯化,其流速参照相应的仪器说明书 辅助气:需要采用辅助气的仪器按仪器说明书使用辅助气 mm0.25mm 切割柱:长5.0m,内径2 1,内装粒度为0.18 mm. 的PorapakQ有机多孔聚合物的 不锈钢柱或采用其他等效色谱柱 0.25mm 分析柱:长3.0m,内径2mm,内装粒度为0.181 的HayeSepDB的气相色谱级多孔 mm一 聚合物的不锈钢柱或采用其他等效色谱柱， 其他条件:载气纯化器温度、色谱柱温度、检测器温度、切割时间、样气流量等其他条件参考仪器说 明书 4.3.4气体标准样品 组分含量的摩尔分数为(1l10)X10-",平衡气为氨 4.3.5分析步骤 开启仪器至稳定后按仪器说明书的操作步骤完成样品分析 平行测定气体标准样品和样品气至少两次,记录色谱响应值,直至相邻两次测定的相对偏差不大于 10×10-,取其平均值 4.3.6结果处理 采用峰面积(或峰高)定量,用外标法计算结果 氨、氧(氧)二氧化碳、四氟化碳含量的计算采用外标法,按式(3)计算 A. 重 ×重 ALH 式中 样品气中被测组分的含量(摩尔分数) 重 样品气中被测组分的峰面积或峰高,单位为平方毫米或毫米(mm或mm); A,(h, -气体标准样品中相应已知组分的峰面积或峰高,单位为平方毫米或毫米(mm或mm) A,(h, 气体标准样品中相应已知组分的含量(摩尔分数) p 4.3.7允许采用其他等效的方法测定三氟化碉中氮、氧(氢)、二氧化碳、四氟化碳含量 当测定结果有 异议时,以本标准规定的方法为仲裁方法 4.4四氟化硅含量的测定 4.4.1方法和原理 采用分光光度法测定 BF，和SiF，在水中按下式发生水解反应 BF十3H,O=H,BO十3HF 3SiF十4H.O=H,SO十2HSiF H,SiF十4H.0=HSO,十6HF 在适当的酸度下,硅酸根与钼酸生成黄色的硅钼酸络合物,用抗坏血酸还原为硅钼蓝,其颜色深度 与含量成正比 在选定的条件下进行分光光度测定 4.4.2仪器 分光光度计 4.4.3试剂及溶液 硫酸溶液;分析纯 c(1/2H,sO)=0.5mol/L和10mol/L 偏硅酸钠标准溶液:0.1mg/mL 准确称取0.1偏硅酸钠精确到0.0001g),溶解后转移至 1000ml容量瓶中定容 氨水:l+1水溶液
GB/T14603一2009 抗坏血酸:0.01g/mL水溶液 钼酸铵溶液:0.15g/mL水溶液 对硝基酚溶液:0.01g/ml水溶液 去离子水 4.4.4测定条件 波长:650nm: 比色皿厚度:1em:; 硅钼黄显色酸度;pH为1.1~1.4 4.4.5绘制标准曲线 l系列硅标准溶液的制备 准确量取硅标准溶液0.00,0.05、1.00,1.50,2.002.50,3.00,3.50、4.00,4.50ml分别加 至一系列100mL容量瓶内,加人两滴0.01g/ml对硝基酚,用1+1氨水调至微黄色用滴 定管加人6ml.0.5mol/1硫酸,并立即加人3ml 钼酸铵溶液，显色10min后加人8ml 0mol/几硫酸,最后加人6mL抗坏血酸显色30min 吸光度的测定 按分光光度计使用说明书,用波长为650nm及1cm厚度的比色池测定显色后的系列标准溶 液的吸光度 标准曲线的绘制 用系列标准溶液的吸光度作纵坐标,以硅的质量为横坐标绘制标准曲线 取样 在50ml带有密封丝扣的不锈钢取样器中,装人40ml去离子水,通过高压微调阀,压力表 按图1与盛装三氟化绷的气瓶连接 充装BF，的气瓶; 高压微调阀; 压力表; 机械真空泵; 5 取样器; 冷浴; 开关阀 图1取样装置图
GB/T14603一2009 在取样器外,套上-10C的冰盐水冷浴 用机械真空泵抽至约-0.1MPa,关闭阀7,然后打开三 氟化碉气瓶阀慢慢导人三氟化棚气体,用去离子水吸收约30nmin 吸收速度用压力表和高压微调阀 控制 吸收结束后,关闭气瓶阀,测量吸收液总体积(V) 将吸收液转人聚四氟乙烯烧杯中作为样品浴 液 样品量(m))为吸收前后吸收液的称量之差 4.4.6测定 准确量取20.00ml样品溶液于100ml容量瓶中,加人两滴0.01g/ml对硝基酚,用1十1氨水调 至微黄色,用滴定管加人6ml.0.5mol/硫酸并立即加人3ml.0.15g/ml钼酸铵溶液，显色10 mln 后加人8ml.10nmol/L硫酸,最后加人6mL.0.01g/ml抗坏血酸显色30min 测定吸光度 4.4.7结果计算 由测得的样品溶液吸光度从标准曲线查得硅量,按式(4)计算四氟化硅的含量 " =2414 中 '?m 式中: 样品气体中SiF的含量(摩尔分数),10-有 V -吸收溶液的总体积,单位为毫升(mL) 从标准曲线上查得的硅的质量,单位为毫克(mg); m V -比色时样品溶液的取样量,单位为毫升mL); 吸收液中样品的质量,单位为克(g); 7m1 24l4 换算系数 以两次平行测定的算术平均值为测定结果 允许采用其他等效的方法测定三氟化碉中四氟化硅含量 当测定结果有异议时,以本标准规定 4.4.8 的方法为仲裁方法 4.5硫酸盐含量的测定 4.5.1方法和原理 采用比浊法测定碗酸盐含量 在酸性溶液中,在稳定剂存在下,硫酸根与锁离子形成微量硫酸盐的 测定 4.5.2仪器 采用分光光度计 4.5.3试剂 氯化钠;分析纯 硫酸钾;分析纯 氯化颚;分析纯 盐酸;分析纯 无水乙醇;分析纯 丙三醇;分析纯 去离子水 4.5.4溶液 稳定液;取15g氯化钠,加60mL盐酸,10mL丙三醇,20ml乙醇,混合均匀; 碗酸盐标准溶液;准确称取0.08710些碗酸钾,用去离子水溶于1L容量瓶中并稀释至刻度 此溶 液硫酸盐浓度为5X10-mol/L;
GB/T14603一2009 氯化银溶液:将40g氯化银溶于去离子水并稀释至100mL,此溶液中氯化颚的浓度为400g/L 4.5.5绘制标准曲线 与一系列25mL容量瓶中分别加人0.00、1.00,2.003.00、4.00,5.00,6.00ml硫酸盐标准溶液， 再加人稳定液2.5ml,氯化饥溶液5ml并稀释至刻度,摇动1min,静置5min 用波长420mm及2cm厚度的吸收池测定系列标准溶液的吸光度 以吸光度为纵坐标,以硫酸盐 的量(mol)为横坐标,绘制标准曲线 4.5.6取样 同4.4.5(4) 4.5.7测定 准确吸取10.00ml样品溶液于25mL容量瓶中,加人稳定液2.5mL氧化饥溶液5mL并稀释至 刻度 摇动1min,静置5min 用波长420nm及2em厚度吸收池,测定吸光度 4.5.8结果计算 根据测得的样品溶液的吸光度,从标准曲线查得硫酸盐的量,按式(5)计算硫酸盐的含量 Vsn X，=67.805 5 -×10° 人 m 式中: -样品气体中硫酸盐的含量摩尔分数),10- V 吸收溶液的总体积,单位为毫升(mL); 从标准曲线上查得的硫酸盐的量,单位为摩尔(mol); V -比浊测定时样品溶液的取样量,单位为毫升(mL); 吸收液中样品的质量,单位为克(g); n2 67.805 三氟化棚的摩尔质量[M(BF],单位为克每摩尔(g/mol) 以两次平行测定的算术平均值为测定结果 4.5.9允许采用其他等效的方法测定三氟化砌中硫酸盐含量 当测定结果有异议时,以本标准规定的 方法为仲裁方法 4.6二氧化硫的测定 4.6.1仪器 采用配备火焰光度检测器气相色谱仪测定三氟化碉中二氧化硫 仪器检测限的摩尔分数:0.1×10-" 4.6.2测定条件 切割柱;长5.0m,内径2mm,内装粒度为0.18mm0.25mm的PorapakQ有机多孔聚合物的 不锈钢柱 色谐柱在1C通载气活化2h后备用,切割柱使用温度为4C 或采用其他等效色谱柱 分析柱;长2.4m,内径2mm内装粒度为0.18mm一0.25mmm的Chromosil330的聚四氟乙炼 柱 或采用其他等效色谱柱 4.6.3气体标准样品 组分含量的摩尔分数为(110)×10-,平衡气为氮 4.6.4其他条件;载气流量、氢气流量、空气流量、色谱柱温度、检测器温度、切割时间、样气流量等其他 条件参考仪器说明书 4.6.5分析步骤 用气体标准样品进样 记录气体标准样品中组分的色谱信号 重复进样至少两次直至两次平行 测定的相对偏差不大于5%,取其平均值
GB/T14603一2009 将三氟化碉样气连接到仪器的进样系统,待仪器稳定后进样,记录三氟化碉样品中组分的色谱信 号,重复进样至少两次,直至两次平行测定的相对偏差不大于5%,取其平均值 初次测定时,应当确定 切割阀开启时间和关闭的适当时间 在切割阀开启的时间内,气路切除样品中的绝大部分乃至全部三 氟化棚组分 4.6.6结果处理 采用峰面积(或峰高)定量,用外标法计算结果 二氧化硫含量的计算采用外标法,按式(6)计算: A×? p A.. 式中 重 样品气中被测组分的含量(摩尔分数); 样品气中被测组分的峰面积或峰高,单位为平方毫米或毫米(mmr A,(h 或mm); A.(h, -气体标准样品中相应已知组分的峰面积或峰高,单位为平方毫米或毫米(mm或mm).; p -气体标准样品中相应已知组分的含量(摩尔分数) 4.6.7允许采用其他等效的方法测定三氟化棚中二氧化硫含量 当测定结果有异议时,以本标准规定 的方法为仲裁方法 标志、包装、贮运及安全 标志、包装及贮运 5. 1.1三氟化础气瓶的使用运输及贮存应符合《气瓶安全监察规程2000年)和《危险货物运输规 则1971年)等相关规定,三氟化棚气瓶上应附有GB190中的指定标志 5. .1.2推荐使用经过内表面处理的气瓶,气瓶内表面应满足本标准对于颗粒的要求 瓶阀推荐使 用CG.A630. 5. 1.3包装容器上应标明“电子三氟化棚”字样 三氟化棚的充装应符合GB14194的相关规定 5.1.5充装三氟化碉的气瓶应符合GB11640的规定,气瓶颜色标记应符合GB7144的规定 5.1.6充装三氟化碉的气瓶瓶阀及瓶颈螺纹连接处不得泄漏 必须戴好安全帽 5 .1.7返厂三氟化棚气瓶在充装前应进行加热、抽空处理 5.1.8三氟化碉出厂时应附有质量合格证,其内容至少应包括 -产品名称,生产厂名称,危险化学品生产许可证编号; 生产日期或批号,充装质量(kg),产品技术指标; -本标准标准号及产品等级,检验员号 5.2安全要求 5.2.1三氟化碉是无色压缩性气体,有刺鼻气味 在潮湿空气中形成白色烟雾 该物质聚合生成不饱 和化合物,与水和潮湿空气接触时,分解生成氟化氢、氟砌酸、碉酸有毒和腐蚀性烟雾 与许多物质钠、 钾和钙以及烧基硝酸酯发生反应 有水存在时浸蚀许多金属 5.2.2该物质腐蚀眼睛、皮肤和呼吸道 吸人气体可能引起肺气肿 液体迅速蒸发可能引起冻伤 5.2.3急救时用大量水冲洗,然后脱掉污染的衣物,再次冲洗，给予医疗护理 5.2.4泄漏时,撤离危险区域！保持通风 切勿直接将水喷洒在液体上 喷水雾驱除烟雾 个人防护 用具:全套防护服包括自给式呼吸器
GB/T14603一2009 5.2.5存储时应选择阴凉场所,具备耐火条件 与碱金属、碱土金属婉基硝酸酯和石灰分开存放 5.2.6分析系统要保证密闭 取样、置换过程的三氟化棚尾气,都要经解毒处理后再放空 设备、仪器 在通三氟化碉之前,要用干燥的载气吹洗,管线要经过检漏 5.2.7三氟化棚生产企业应为用户提供安全技术说明书
GB/T14603一2009 附 录A 资料性附录 切割气路流程示意图 图A.1为氧(氯)、氮、二氧化碳、四氟化碳色谱分析流程示意图 10 平衡路载气 平衡路载气稳压阀 平衡路载气针形调节阀 自动四通切割阀; 切割柱; 自动六通进样 -进样路载气稳压阀 进样路载气; 载气放空; 10 -载气平衡调节阀 定体积量管， l 12 样气出口; 13 样气人口3 14 分析柱; 15 去氨离子化检测器的载气. 图A.1气路切割装置流程示意图