半導體廠房空調(diào)、凈化系統(tǒng)設(shè)計探究

王麗超 朱宏超

摘 要：隨著中國在科學領(lǐng)域的進步，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，是一項具有重大意義的工程，本篇論文以半導體廠房空調(diào)為例，深入探討進空調(diào)凈化系統(tǒng)的設(shè)計，對今后我國各大企業(yè)在實際設(shè)計半導體廠房空調(diào)凈化系統(tǒng)的過程中也有一定程度的參考價值。

關(guān)鍵詞：設(shè)計；半導體廠房；凈化系統(tǒng)

引言

我國在電子制造業(yè)方面的發(fā)展，與其他先進國家相比仍處于較為落后的階段，尤其是半導體芯片制造業(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)輔料純度不夠嚴格等導致的，這需要通過建立合理的空調(diào)凈化系統(tǒng)，設(shè)計出適用于半導體廠房的凈化系統(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 半導體廠房空調(diào)、凈化系統(tǒng)的設(shè)計

電子制造業(yè)在生產(chǎn)半導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)計半導體廠房空調(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 半導體廠房空調(diào)、凈化系統(tǒng)前工序的設(shè)計

本篇論文在設(shè)計空調(diào)凈化系統(tǒng)的環(huán)節(jié)中，是采用了將循環(huán)空調(diào)機組與新風集中處理兼并的應(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、新風入口及送風出口、加熱管等機械部件銜接起來，半導體廠房在生產(chǎn)過程的前工序環(huán)節(jié)中，需要將空調(diào)送風的品質(zhì)達到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體廠房空調(diào)凈化系統(tǒng)設(shè)計方案的可行度及科學性，還要充分考慮廠房內(nèi)部建筑的高度及實用面積，結(jié)合工藝流程與生產(chǎn)區(qū)域的特點，通過調(diào)節(jié)百葉風口，來改變廠房內(nèi)的送風形式，完善對回風夾道的設(shè)計，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)當根據(jù)吊頂?shù)母叨?，在頂部植片散流器風口及頂部旋流風口中做出合適的選擇，保障氣流組織不會受到負面影響。

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

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格，空調(diào)送風的品質(zhì)必須達到ISO7級的標準，相對于前工序的機械設(shè)計中加入了末端高效過濾器風口的應(yīng)用，為了消減相關(guān)技術(shù)人員在安裝及空調(diào)后期維護等方面的難度，可以將無塵區(qū)回風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際情況做細化調(diào)節(jié)，整套空調(diào)凈化系統(tǒng)的設(shè)備會通過這個間隔區(qū)域，將之前新風出口所送入的風灌入回風管道，再利用循環(huán)空調(diào)機組的功能將回風混合后送回新風出口，達到循環(huán)節(jié)能的目的，末端高效過濾器風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)計圖

在半導體廠房凈化空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計中，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)域的實際情況，再做調(diào)節(jié)，詳情如下圖1所示：

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

在半導體廠房生產(chǎn)環(huán)境的后段工藝環(huán)節(jié)中，需要更加嚴格地調(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級的凈化標準，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)計中又新加入了干盤管及風機過濾機組這兩種裝置，通過HEPA過濾后可以提高空氣的潔凈度、優(yōu)化送風的均勻程度，新風空調(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)的濕度負荷指數(shù)處在達標的水平線上，夏季供冷時有干濕的區(qū)別，需要通過風機盤管加以調(diào)節(jié)，需利用凈化空調(diào)系統(tǒng)的除濕能力嚴格把關(guān)生產(chǎn)區(qū)域的濕度[3]。

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

2.1 新風機組的自動控制設(shè)計

2.1.1 靜壓探頭

為了方便調(diào)節(jié)新風空調(diào)機組，可以采用變頻風機來完成對半導體廠房凈化空調(diào)系統(tǒng)的自動控制，通過靜壓探頭這種裝置，來觀察總送風管上的靜壓變化，每一臺循環(huán)機組都要安裝一個靜壓探頭，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)合自身半導體廠房的實際情況，在凈化空調(diào)系統(tǒng)的操作平臺上設(shè)置出靜壓波動的上限參數(shù)，系統(tǒng)才會根據(jù)廠房內(nèi)的正壓參數(shù)，自動調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥的開度及新風空調(diào)機組的風機頻率，從而有效的控制總送風管的排風量。

2.1.2 溫度傳感器自動防凍

新風機組防凍設(shè)計的溫度下限是5攝氏度，如果廠房內(nèi)新風機組的實際溫度低于5攝氏度，凈化空調(diào)系統(tǒng)則自動開啟加熱器管中的電動兩通閥用來升溫。

2.1.3 濕度傳感器

由于半導體廠房對生產(chǎn)環(huán)境的濕度要求較高，所以在新風機組的應(yīng)用過程中一定要嚴格調(diào)控表冷器及電動兩通閥這兩個裝置，通過冷水熱水之間的轉(zhuǎn)換，來調(diào)節(jié)送風露點溫度，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)的平臺上設(shè)置好新風機組出口Tdp值的上限，這樣才能夠保障在廠房內(nèi)的濕度沒有達到標準、或超出標準時，系統(tǒng)會根據(jù)報警提示，自動調(diào)節(jié)二通閥的開度，將房內(nèi)的濕度恢復正常。

2.2 凈化空調(diào)系統(tǒng)在后段工藝中的溫濕度自動控制

在半導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空調(diào)機組溫度調(diào)控的途徑不同，是通過控制冷水管道上的電動兩通閥的閥度來實現(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，平臺系統(tǒng)才會自動根據(jù)濕度傳感器及溫度傳感器的變化，對除濕機組的再生電加熱器及干盤管道上的電動閥進行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，通過盤管處理新風濕度，來降低轉(zhuǎn)輪除濕機的濕負荷，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)來提高半導體廠房的生產(chǎn)效率，再通過自動控制來避免人工調(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)計內(nèi)容，可以為相關(guān)電子制造企業(yè)在設(shè)計半導體廠房時作出一些參考。

參考文獻

[1]馬忠正. 提高水利工程施工技術(shù)和質(zhì)量的研究[J]. 工程技術(shù)研究2016.（8）：187+203.

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[3]李鑫淼，孫津媛，李京倫. 水利工程施工安全管理問題探討[J].南方農(nóng)機，2015，（6）：58+69.