N₂ / Ar / H₂ 氣體壓力監控架構圖（工程版）：三路氣體從氣源到排氣的完整壓力開關配置邏輯

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ATLANTIS 工程選型知識庫 ｜ 氣體系統壓力監控架構

N₂ / Ar / H₂ 氣體壓力監控架構圖（工程版）：三路氣體從氣源到排氣的完整壓力開關配置邏輯

半導體廠務氣體系統中，N₂、Ar、H₂三種氣體雖然常共用同一段製程腔體管路，但壓力監控的安全等級完全不同。本篇提供一張工程版架構圖，拆解三路氣體從氣源、壓力開關、隔離閥到排氣Scrubber的完整配置邏輯，並說明為什麼H₂全程都必須採用防爆規格。由台灣工業儀錶製造商昶特ATLANTIS整理。

一、架構圖：N₂ / Ar / H₂ 壓力監控完整路徑

N₂ 氣源 惰性氣體 Ar 氣源 惰性氣體 H₂ 氣源 可燃氣體 IIC 壓力開關 一般型 AT505-7 系列 壓力開關 一般型 AT505-7 系列 防爆壓力開關 PS-2100X／Ex d 隔離閥 手動／ESD聯鎖 隔離閥 手動／ESD聯鎖 隔離閥 防爆驅動 ESD 製程腔體 N₂／Ar／H₂ 共用管路段 排氣／Scrubber 防爆壓力開關＋阻尼設計
惰性氣體迴路（N₂／Ar，一般型壓力開關） 可燃氣體迴路（H₂，全程防爆規格） 結構／共用元件（隔離閥、製程腔體）

從架構圖可以看出，N₂與Ar屬惰性氣體，從氣源、壓力開關到隔離閥可採用一般型規格；H₂屬可燃氣體（氣體分類IIC），從氣源端的壓力開關、隔離閥驅動裝置，到最終的排氣Scrubber，全程都必須採用防爆規格，因為H₂管路任一段都可能因洩漏濃度達到爆炸下限而被劃定為危險區域。三路氣體最終匯入製程腔體共用段，再經排氣系統統一處理，由於排氣可能混有微量可燃成分，Scrubber端的壓力開關同樣建議採用防爆型並搭配阻尼設計，避免排氣流量波動造成誤跳停。

二、為什麼N₂、Ar、H₂的壓力監控等級不同

氣體燃燒特性壓力開關等級需求主要風險
N₂（氮氣）惰性，不可燃一般型即可窒息風險（非壓力開關直接相關，屬通風管理範疇）
Ar（氬氣）惰性，不可燃一般型即可窒息風險，比重大於空氣易在低處堆積
H₂（氫氣）高度可燃，氣體分類IIC，爆炸下限低（約4%）全程防爆型，且須符合IIC氣體分類洩漏後易達爆炸下限，且IIC要求的防爆間隙最嚴格

這也是為什麼即使三路氣體最終匯入同一段製程腔體管路，壓力監控架構在前端仍須分流設計——不能因為「最終混在一起」就用同一套標準簡化處理，氣體安全分類必須以最嚴格的那一路（H₂）為準貫穿整條供應鏈路，直到匯流點之前都應維持獨立的防爆等級配置。

三、架構各節點選型重點

氣源端（Gas Cabinet / 鋼瓶間）

N₂、Ar鋼瓶間若未被劃定為危險區域，可使用一般型壓力開關監控供應壓力；H₂鋼瓶間（或VMB閥箱）依氣體特性通常會被劃定為危險區域，須使用防爆型壓力開關，並核對氣體分類是否涵蓋IIC等級。

隔離閥與ESD聯鎖

三路氣體的隔離閥都建議納入緊急停止系統（ESD）聯鎖，當壓力開關偵測到異常時可自動關閉對應氣源。H₂路徑的閥件驅動裝置（電磁閥、氣動致動器）同樣須符合防爆等級要求。

製程腔體共用段

多種氣體進入製程腔體前的共用管路段，其安全等級設計原則上應依「最高風險氣體」（即H₂）為準，相關閥件、感測元件配置須同時滿足該區域的危險區域分類要求。

排氣／Scrubber

製程廢氣可能混有微量未反應的可燃氣體，排氣管路壓力開關建議採用防爆型，並視實際排氣流量波動特性選用具阻尼功能的型號，避免因瞬間流量變化造成誤跳停。

四、ATLANTIS 對應產品型號參考

以下整理本架構圖中各節點可對應參考的ATLANTIS壓力開關型號，實際選型仍須以原廠正式規格書、防爆認證文件與廠內危險區域分類報告為準。

架構節點建議產品方向關鍵規格
N₂／Ar 氣源、壓力監控AT505-7 系列（一般型）密封活塞，設定點0.3～25 MPa，IP65，適用中性氣體
H₂ 氣源、隔離閥聯鎖PS-2100X／PS-2000X 系列（防爆型）隔膜式膜片，不鏽鋼316接續部，IP68，須核對氣體分類與Zone等級
排氣／Scrubber防爆型，搭配阻尼設計建議具阻尼功能，降低排氣流量波動造成的誤動作
選型提醒： 本架構圖為通用工程概念示意，實際半導體廠氣體系統設計仍涉及更多細節（如雙重隔離閥、緊急遮斷閥ESV、洩漏偵測器聯動等），建議與專業氣體系統整合商及昶特技術人員共同確認最終設計，並依SEMI S2、SEMI F47等產業安全標準執行正式風險評估。

五、常見配置情境快速對照

情境建議配置理由
N₂吹掃管路，非危險區域一般型壓力開關（AT505-7）惰性氣體、非危險區域，無防爆需求
Ar保護氣體管路，無塵室內一般型壓力開關惰性氣體，無可燃風險
H₂氣源VMB閥箱防爆型壓力開關，核對IIC分類可燃氣體分類最嚴格，須完整防爆等級
H₂隔離閥驅動裝置防爆型電磁閥／氣動致動器位於同一危險區域，須統一防爆等級
三路氣體共用排氣管路防爆型壓力開關＋阻尼設計排氣可能混有可燃殘留成分，且流量波動大

六、為什麼選擇昶特 ATLANTIS

昶特有限公司成立於1992年，是台灣資深的工業儀錶專業製造商，自創ATLANTIS品牌，公司命名典故源自柏拉圖筆下沉沒於深海的理想國「Atlantis」，期望以此精神延續精密儀錶工藝的傳承。

三十餘年來，昶特投入大量心力於壓力、溫度量測儀錶之研發，產品線涵蓋一般型與防爆型壓力開關、壓力錶、溫度開關、隔膜式壓力計與傳送器，並提供OEM/ODM客製化服務，協助半導體廠務在多氣體系統架構設計中，依各路徑風險等級選用對應規格。

1992年成立 · 工業儀錶專業製造 一般型／防爆型壓力開關完整產品線 多氣體系統架構選型支援 OEM／ODM 客製化服務

七、延伸閱讀

半導體氣體系統完整選型架構，請參閱：半導體氣體系統壓力開關選型指南。
防爆型與一般型壓力開關差異解析，請參閱：防爆壓力開關 vs 一般型差異。
壓力開關完整原理與選型邏輯，請參閱：壓力開關完整選型指南。
真空系統蝕刻鍍膜應用，請參閱：真空系統蝕刻鍍膜壓力監控完整指南。

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常見問題 FAQ

N₂、Ar、H₂的壓力監控架構為什麼不能用同一套標準？
因為三者的燃燒特性不同。N₂、Ar屬惰性氣體，不具可燃風險；H₂則屬高度可燃氣體且氣體分類為IIC（防爆要求最嚴格的等級），洩漏後容易達到爆炸下限，因此H₂路徑從氣源到排氣都必須採用防爆規格，不能與惰性氣體路徑共用同一套一般型標準。
三路氣體最終匯入同一段製程腔體管路，安全等級該怎麼定？
共用管路段的安全等級設計原則上應以「最高風險氣體」為準，也就是依H₂的防爆需求來配置該段管路的相關閥件與感測元件，而不是依個別氣體比例或使用頻率來簡化標準。
為什麼H₂需要IIC等級的防爆認證，而不是IIA或IIB？
氣體分類IIA、IIB、IIC是依氣體易燃特性（如最小點燃電流、實驗安全間隙）劃分，數字越後段代表越易燃、所需防爆間隙越小。氫氣是公認易燃性極高的氣體，國際慣例將其列入IIC分類，因此相關防爆設備也須符合IIC等級認證才能涵蓋此風險。
排氣Scrubber系統為什麼也要用防爆壓力開關？
製程廢氣經處理前可能仍混有微量未反應的可燃氣體成分，若排氣管路被劃定為危險區域，該段壓力開關同樣須符合防爆要求；同時建議搭配阻尼設計，因排氣流量受製程批次切換影響常有波動，避免誤跳停。
N₂和Ar管路真的完全不需要考慮防爆嗎？
就氣體本身的可燃性而言，N₂與Ar屬惰性氣體，原則上不需要防爆型壓力開關。但仍須留意這類氣體大量洩漏可能造成局部窒息風險，這部分屬於通風與氣體偵測系統設計範疇，與防爆壓力開關選型是不同的安全考量面向。
架構圖中的隔離閥為什麼要納入ESD聯鎖？
緊急停止系統（ESD）聯鎖可以在壓力開關偵測到異常壓力（如洩漏、超壓）時，自動觸發對應氣源的隔離閥關閉，縮短人工反應時間，是氣體安全系統設計中常見的自動化防護機制。
H₂隔離閥的驅動裝置也需要防爆認證嗎？
是的，若隔離閥位於已劃定為危險區域的H₂管路段，其電磁閥或氣動致動器等驅動裝置同樣須符合對應的防爆等級要求，否則可能成為該危險區域內的潛在點火源。
架構圖中的「隔離閥」一定要分開裝在每路氣體上嗎？
原則上是的，獨立的隔離閥設計可以讓單一氣體路徑發生異常時，不影響其他氣體供應，同時也方便個別維護與測試，這是氣體安全系統的常見設計慣例。
AT505-7系列可以用在H₂管路上嗎？
AT505-7標準款不具防爆認證，原廠提供防爆型可選配，但是否符合H₂所需的IIC氣體分類等級，須於詢價時提供現場危險區域分類資訊，由原廠協助確認對應規格與認證文件，不建議直接套用標準款。
多氣體系統的壓力開關規劃，建議從哪裡開始著手？
建議先取得廠內正式的危險區域分類報告（依氣體種類、洩漏可能性、通風條件評估），再依此報告分別確認各路徑所需的防護等級、氣體分類與溫度組別，最後選用對應規格的壓力開關與相關元件。
架構圖中「製程腔體共用段」是不是所有半導體製程都長這樣？
本架構圖為通用工程概念示意，實際半導體廠氣體系統會依製程類型（蝕刻、CVD、退火等）、氣體配比與設備供應商規格有所不同，建議以實際製程設備技術文件與氣體系統整合商的設計為準。

本文技術內容依公開可查證之氣體分類標準（IIA/IIB/IIC國際通用定義）及昶特有限公司（ATLANTIS）公開產品規格資料整理，實際架構設計與防爆等級認定仍須以原廠正式規格書、認證證書及廠內危險區域分類報告為準，並建議參照SEMI S2、SEMI F47等產業安全標準執行正式風險評估。