王麗超 朱宏超

摘 要：隨著中國在科學(xué)領(lǐng)域的進(jìn)步，對各種廠房空調(diào)凈化系統(tǒng)的要求也越來越高，對廠房空調(diào)凈化系統(tǒng)做出針對性的設(shè)計(jì)，是一項(xiàng)具有重大意義的工程，本篇論文以半導(dǎo)體廠房空調(diào)為例，深入探討進(jìn)空調(diào)凈化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對今后我國各大企業(yè)在實(shí)際設(shè)計(jì)半導(dǎo)體廠房空調(diào)凈化系統(tǒng)的過程中也有一定程度的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：設(shè)計(jì)；半導(dǎo)體廠房；凈化系統(tǒng)

引言

我國在電子制造業(yè)方面的發(fā)展，與其他先進(jìn)國家相比仍處于較為落后的階段，尤其是半導(dǎo)體芯片制造業(yè)的工藝水平仍存在很大的優(yōu)化空間，這都是由于相關(guān)電子生產(chǎn)加工制造廠房的環(huán)境不夠潔凈，所用到的生產(chǎn)輔料純度不夠嚴(yán)格等導(dǎo)致的，這需要通過建立合理的空調(diào)凈化系統(tǒng)，設(shè)計(jì)出適用于半導(dǎo)體廠房的凈化系統(tǒng)方案，才能夠打破我國電子制造業(yè)成品合格率較低的生產(chǎn)現(xiàn)狀。

1 半導(dǎo)體廠房空調(diào)、凈化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

電子制造業(yè)在生產(chǎn)半導(dǎo)體的過程中有許多道工序，每一道工序?qū)照{(diào)凈化系統(tǒng)的要求都各有不同，所以在設(shè)計(jì)半導(dǎo)體廠房空調(diào)、凈化系統(tǒng)的過程中，要根據(jù)每一種工序特點(diǎn)的差異性做相應(yīng)的調(diào)節(jié)，首先需要考慮到電子制造企業(yè)對半導(dǎo)體廠房的工藝布局，根據(jù)每一種生產(chǎn)設(shè)備不同的用途及類型，來劃分出明確的區(qū)域，這有助于空調(diào)凈化系統(tǒng)調(diào)控特定區(qū)域內(nèi)的溫度及濕度[1]。

1.1 半導(dǎo)體廠房空調(diào)、凈化系統(tǒng)前工序的設(shè)計(jì)

本篇論文在設(shè)計(jì)空調(diào)凈化系統(tǒng)的環(huán)節(jié)中，是采用了將循環(huán)空調(diào)機(jī)組與新風(fēng)集中處理兼并的應(yīng)用方式，簡化了凈化空調(diào)系統(tǒng)的工作流程，可以有效的將過濾器、表冷盤管、新風(fēng)入口及送風(fēng)出口、加熱管等機(jī)械部件銜接起來，半導(dǎo)體廠房在生產(chǎn)過程的前工序環(huán)節(jié)中，需要將空調(diào)送風(fēng)的品質(zhì)達(dá)到ISO7級，只有大于0.5μm的粒徑才滿足前工序的生產(chǎn)環(huán)境需求，為了能夠提高對半導(dǎo)體廠房空調(diào)凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的可行度及科學(xué)性，還要充分考慮廠房內(nèi)部建筑的高度及實(shí)用面積，結(jié)合工藝流程與生產(chǎn)區(qū)域的特點(diǎn)，通過調(diào)節(jié)百葉風(fēng)口，來改變廠房內(nèi)的送風(fēng)形式，完善對回風(fēng)夾道的設(shè)計(jì)，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)吊頂?shù)母叨龋陧敳恐财⒘髌黠L(fēng)口及頂部旋流風(fēng)口中做出合適的選擇，保障氣流組織不會(huì)受到負(fù)面影響。

1.2 半導(dǎo)體廠房空調(diào)、凈化系統(tǒng)無塵區(qū)的設(shè)計(jì)

無塵區(qū)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)對廠房內(nèi)部環(huán)境潔凈度的要求極為嚴(yán)格，空調(diào)送風(fēng)的品質(zhì)必須達(dá)到ISO7級的標(biāo)準(zhǔn)，相對于前工序的機(jī)械設(shè)計(jì)中加入了末端高效過濾器風(fēng)口的應(yīng)用，為了消減相關(guān)技術(shù)人員在安裝及空調(diào)后期維護(hù)等方面的難度，可以將無塵區(qū)回風(fēng)夾道與墻面空出部分間隔，具體的間隔高度需通過壓力要求及廠房實(shí)際情況做細(xì)化調(diào)節(jié)，整套空調(diào)凈化系統(tǒng)的設(shè)備會(huì)通過這個(gè)間隔區(qū)域，將之前新風(fēng)出口所送入的風(fēng)灌入回風(fēng)管道，再利用循環(huán)空調(diào)機(jī)組的功能將回風(fēng)混合后送回新風(fēng)出口，達(dá)到循環(huán)節(jié)能的目的，末端高效過濾器風(fēng)口可以有效地提高無塵區(qū)生產(chǎn)環(huán)境的潔凈度[2]。

1.3 凈化空調(diào)的設(shè)計(jì)圖

在半導(dǎo)體廠房凈化空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，前工序生產(chǎn)環(huán)節(jié)與無塵區(qū)生產(chǎn)環(huán)節(jié)所用到的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理相同，相關(guān)企業(yè)可以根據(jù)自身生產(chǎn)區(qū)域的實(shí)際情況，再做調(diào)節(jié)，詳情如下圖1所示：

1.4 半導(dǎo)體廠房空調(diào)、凈化系統(tǒng)后段工藝的設(shè)計(jì)

在半導(dǎo)體廠房生產(chǎn)環(huán)境的后段工藝環(huán)節(jié)中，需要更加嚴(yán)格地調(diào)控房間內(nèi)部的濕度及溫度，凈化空調(diào)系統(tǒng)為滿足后段工藝的特殊要求，需要通過ISO7級的凈化標(biāo)準(zhǔn)，將濕度區(qū)間調(diào)整到40%之上、60%以下，且溫度不能高于25攝氏度，在具體的凈化空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中又新加入了干盤管及風(fēng)機(jī)過濾機(jī)組這兩種裝置，通過HEPA過濾后可以提高空氣的潔凈度、優(yōu)化送風(fēng)的均勻程度，新風(fēng)空調(diào)綜合系統(tǒng)需要高度配合房間的門窗數(shù)量及生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)部建筑的高度，在相關(guān)技術(shù)人員對房子內(nèi)部的濕度滲透量經(jīng)過精密的計(jì)算后，再通過空調(diào)凈化系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，來保障房內(nèi)的濕度負(fù)荷指數(shù)處在達(dá)標(biāo)的水平線上，夏季供冷時(shí)有干濕的區(qū)別，需要通過風(fēng)機(jī)盤管加以調(diào)節(jié)，需利用凈化空調(diào)系統(tǒng)的除濕能力嚴(yán)格把關(guān)生產(chǎn)區(qū)域的濕度[3]。

2 半導(dǎo)體廠房空調(diào)、凈化系統(tǒng)的自動(dòng)控制環(huán)節(jié)

2.1 新風(fēng)機(jī)組的自動(dòng)控制設(shè)計(jì)

2.1.1 靜壓探頭

為了方便調(diào)節(jié)新風(fēng)空調(diào)機(jī)組，可以采用變頻風(fēng)機(jī)來完成對半導(dǎo)體廠房凈化空調(diào)系統(tǒng)的自動(dòng)控制，通過靜壓探頭這種裝置，來觀察總送風(fēng)管上的靜壓變化，每一臺(tái)循環(huán)機(jī)組都要安裝一個(gè)靜壓探頭，這樣才能保障凈化空調(diào)系統(tǒng)功能的全面性。房間內(nèi)的正壓值與房間內(nèi)的濕度值有著密切的聯(lián)系，相關(guān)操作人員需要事先結(jié)合自身半導(dǎo)體廠房的實(shí)際情況，在凈化空調(diào)系統(tǒng)的操作平臺(tái)上設(shè)置出靜壓波動(dòng)的上限參數(shù)，系統(tǒng)才會(huì)根據(jù)廠房內(nèi)的正壓參數(shù)，自動(dòng)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥的開度及新風(fēng)空調(diào)機(jī)組的風(fēng)機(jī)頻率，從而有效的控制總送風(fēng)管的排風(fēng)量。

2.1.2 溫度傳感器自動(dòng)防凍

新風(fēng)機(jī)組防凍設(shè)計(jì)的溫度下限是5攝氏度，如果廠房內(nèi)新風(fēng)機(jī)組的實(shí)際溫度低于5攝氏度，凈化空調(diào)系統(tǒng)則自動(dòng)開啟加熱器管中的電動(dòng)兩通閥用來升溫。

2.1.3 濕度傳感器

由于半導(dǎo)體廠房對生產(chǎn)環(huán)境的濕度要求較高，所以在新風(fēng)機(jī)組的應(yīng)用過程中一定要嚴(yán)格調(diào)控表冷器及電動(dòng)兩通閥這兩個(gè)裝置，通過冷水熱水之間的轉(zhuǎn)換，來調(diào)節(jié)送風(fēng)露點(diǎn)溫度，在空調(diào)房內(nèi)安裝較為靈敏的濕度傳感器，相關(guān)技術(shù)人員需要事先在廠房凈化空調(diào)系統(tǒng)的平臺(tái)上設(shè)置好新風(fēng)機(jī)組出口Tdp值的上限，這樣才能夠保障在廠房內(nèi)的濕度沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)、或超出標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)報(bào)警提示，自動(dòng)調(diào)節(jié)二通閥的開度，將房內(nèi)的濕度恢復(fù)正常。

2.2 凈化空調(diào)系統(tǒng)在后段工藝中的溫濕度自動(dòng)控制

在半導(dǎo)體廠房后段工藝的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，調(diào)控溫度的方法與新風(fēng)空調(diào)機(jī)組溫度調(diào)控的途徑不同，是通過控制冷水管道上的電動(dòng)兩通閥的閥度來實(shí)現(xiàn)的，相關(guān)技術(shù)人員需要先在凈化空調(diào)系統(tǒng)上，設(shè)置出正常范圍內(nèi)溫度及濕度的參數(shù)值，平臺(tái)系統(tǒng)才會(huì)自動(dòng)根據(jù)濕度傳感器及溫度傳感器的變化，對除濕機(jī)組的再生電加熱器及干盤管道上的電動(dòng)閥進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，通過盤管處理新風(fēng)濕度，來降低轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)的濕負(fù)荷，要比通過表冷器調(diào)節(jié)廠房內(nèi)濕度要有效的多。

3 總結(jié)

利用凈化空調(diào)系統(tǒng)來提高半導(dǎo)體廠房的生產(chǎn)效率，再通過自動(dòng)控制來避免人工調(diào)節(jié)凈化空調(diào)系統(tǒng)所產(chǎn)生的漏洞，本篇論文的具體設(shè)計(jì)內(nèi)容，可以為相關(guān)電子制造企業(yè)在設(shè)計(jì)半導(dǎo)體廠房時(shí)作出一些參考。

參考文獻(xiàn)

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