半導體廠房空調、凈化系統設計探究

王麗超 朱宏超

摘 要：隨著中國在科學領域的進步，對各種廠房空調凈化系統的要求也越來越高，對廠房空調凈化系統做出針對性的設計，是一項具有重大意義的工程，本篇論文以半導體廠房空調為例，深入探討進空調凈化系統的設計，對今后我國各大企業在實際設計半導體廠房空調凈化系統的過程中也有一定程度的參考價值。

關鍵詞：設計；半導體廠房；凈化系統

引言

我國在電子制造業方面的發展，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的工藝水平仍存在很大的優化空間，這都是由于相關電子生產加工制造廠房的環境不夠潔凈，所用到的生產輔料純度不夠嚴格等導致的，這需要通過建立合理的空調凈化系統，設計出適用于半導體廠房的凈化系統方案，才能夠打破我國電子制造業成品合格率較低的生產現狀。

1 半導體廠房空調、凈化系統的設計

電子制造業在生產半導體的過程中有許多道工序，每一道工序對空調凈化系統的要求都各有不同，所以在設計半導體廠房空調、凈化系統的過程中，要根據每一種工序特點的差異性做相應的調節，首先需要考慮到電子制造企業對半導體廠房的工藝布局，根據每一種生產設備不同的用途及類型，來劃分出明確的區域，這有助于空調凈化系統調控特定區域內的溫度及濕度[1]。

1.1 半導體廠房空調、凈化系統前工序的設計

本篇論文在設計空調凈化系統的環節中，是采用了將循環空調機組與新風集中處理兼并的應用方式，簡化了凈化空調系統的工作流程，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，半導體廠房在生產過程的前工序環節中，需要將空調送風的品質達到ISO7級，只有大于0.5μm的粒徑才滿足前工序的生產環境需求，為了能夠提高對半導體廠房空調凈化系統設計方案的可行度及科學性，還要充分考慮廠房內部建筑的高度及實用面積，結合工藝流程與生產區域的特點，通過調節百葉風口，來改變廠房內的送風形式，完善對回風夾道的設計，相關技術人員應當根據吊頂的高度，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、凈化系統無塵區的設計

無塵區的生產環節對廠房內部環境潔凈度的要求極為嚴格，空調送風的品質必須達到ISO7級的標準，相對于前工序的機械設計中加入了末端高效過濾器風口的應用，為了消減相關技術人員在安裝及空調后期維護等方面的難度，可以將無塵區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節，整套空調凈化系統的設備會通過這個間隔區域，將之前新風出口所送入的風灌入回風管道，再利用循環空調機組的功能將回風混合后送回新風出口，達到循環節能的目的，末端高效過濾器風口可以有效地提高無塵區生產環境的潔凈度[2]。

1.3 凈化空調的設計圖

在半導體廠房凈化空調系統的設計中，前工序生產環節與無塵區生產環節所用到的空調系統設計原理相同，相關企業可以根據自身生產區域的實際情況，再做調節，詳情如下圖1所示：

1.4 半導體廠房空調、凈化系統后段工藝的設計

在半導體廠房生產環境的后段工藝環節中，需要更加嚴格地調控房間內部的濕度及溫度，凈化空調系統為滿足后段工藝的特殊要求，需要通過ISO7級的凈化標準，將濕度區間調整到40%之上、60%以下，且溫度不能高于25攝氏度，在具體的凈化空調系統設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、優化送風的均勻程度，新風空調綜合系統需要高度配合房間的門窗數量及生產區域內部建筑的高度，在相關技術人員對房子內部的濕度滲透量經過精密的計算后，再通過空調凈化系統的調節，來保障房內的濕度負荷指數處在達標的水平線上，夏季供冷時有干濕的區別，需要通過風機盤管加以調節，需利用凈化空調系統的除濕能力嚴格把關生產區域的濕度[3]。

2 半導體廠房空調、凈化系統的自動控制環節

2.1 新風機組的自動控制設計

2.1.1 靜壓探頭

為了方便調節新風空調機組，可以采用變頻風機來完成對半導體廠房凈化空調系統的自動控制，通過靜壓探頭這種裝置，來觀察總送風管上的靜壓變化，每一臺循環機組都要安裝一個靜壓探頭，這樣才能保障凈化空調系統功能的全面性。房間內的正壓值與房間內的濕度值有著密切的聯系，相關操作人員需要事先結合自身半導體廠房的實際情況，在凈化空調系統的操作平臺上設置出靜壓波動的上限參數，系統才會根據廠房內的正壓參數，自動調節調節閥的開度及新風空調機組的風機頻率，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

新風機組防凍設計的溫度下限是5攝氏度，如果廠房內新風機組的實際溫度低于5攝氏度，凈化空調系統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環境的濕度要求較高，所以在新風機組的應用過程中一定要嚴格調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換，來調節送風露點溫度，在空調房內安裝較為靈敏的濕度傳感器，相關技術人員需要事先在廠房凈化空調系統的平臺上設置好新風機組出口Tdp值的上限，這樣才能夠保障在廠房內的濕度沒有達到標準、或超出標準時，系統會根據報警提示，自動調節二通閥的開度，將房內的濕度恢復正常。

2.2 凈化空調系統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環節中，調控溫度的方法與新風空調機組溫度調控的途徑不同，是通過控制冷水管道上的電動兩通閥的閥度來實現的，相關技術人員需要先在凈化空調系統上，設置出正常范圍內溫度及濕度的參數值，平臺系統才會自動根據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的調節，通過盤管處理新風濕度，來降低轉輪除濕機的濕負荷，要比通過表冷器調節廠房內濕度要有效的多。

3 總結

利用凈化空調系統來提高半導體廠房的生產效率，再通過自動控制來避免人工調節凈化空調系統所產生的漏洞，本篇論文的具體設計內容，可以為相關電子制造企業在設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和質量的研究[J]. 工程技術研究2016.（8）：187+203.

[2]劉樹秋. 探討新形勢下水利工程設計的原則及發展趨勢[J]. 住宅與房地產，2016，（21）：251.

[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].南方農機，2015，（6）：58+69.