陳士凱(浙江江南工程管理股份有限公司, 浙江 杭州 310013)
近年來,我國新型顯示產業發展十分迅猛,其在國民經濟中占有重要的戰略地位,是先進制造和新一代電子信息領域的核心基礎產業。隨著高端電子顯示產品的使用范圍越來越廣泛,全柔技術的應用將顯示器由平板式發展成為卷曲式、折疊式,并逐漸拓展至更多的應用領域,釋放出前所未有的市場潛能。基于全柔技術的顯示器在為用戶提供多元化視覺感受的同時,也激發了業界極大的想象空間,各廠家紛紛投入大量的物力財力進行產品研發,爭相進行全柔顯示面板項目的開發建設。業界普遍認為,顯示面板產品的優良率主要取決于對潔凈車間的環境控制,而建筑車間的內裝飾技術對電子廠房潔凈車間的環境控制具有重要意義[1]。本文以建造第六代全柔主動矩陣有機發光二極管(Active-Matrix Organic Light-Emitting Diode,AMOLED)面板生產線潔凈車間為例,梳理、探討和研究潔凈施工技術的控制方法,供相關人士參考。
第六代全柔 AMOLED 面板生產線項目占地面積約為45 913.56 m2(68.87 畝),總建筑面積為 58.73 萬 m2,主體結構為鋼筋混凝土框排架結構,屋蓋結構為現澆混凝土結構+鋼梁 DECK 板(一種樓承鋼板)混凝土屋面,建筑類別丙類,耐火等級一級,工程設防烈度 7 度。在陣列廠房、有機蒸鍍及成盒廠房、觸控及屏體廠房、研發線廠房的二層設有潔凈車間,潔凈車間總建筑面積為 14.2 萬 m2。技術夾層樓板采用華夫板(SMC,空氣過濾循環)+高架地板體系,混凝土結構外露部位涂裝環氧樹脂,隔墻采用金屬巖棉夾芯板,吊頂采用金屬盲板+風機過濾單元(Fan Filter Units,FFU)系統。根據《廠房潔凈度等級區域劃分標準》要求,職業健康安全(Occupational Health and Safety,OHS)設備區的潔凈度為 Class 10,庫存傳送通道的潔凈度為 Class 100,其余區域的潔凈度為 Class 1 000,因而潔凈車間的潔凈標準非常高。
潔凈車間作為全柔 AMOLED 廠房的核心生產車間,其施工技術有別于普通廠房,主要是由項目特征所決定的:大面積潔凈工程的施工技術難度大,平整度控制標準嚴、潔凈標準高,施工環境復雜;技術夾層內存在大量通風設備和工藝管道,作業面存有密集的華夫板的孔洞,吊桿的懸掛點位于屋面鋼梁下翼緣,超高作業環境增加施工難度;工程中存在大量的高大混凝土結構柱,柱面需要涂裝環氧樹脂,施工難度非常大;項目參建單位多,各專業交叉作業頻繁,協調管理難度大。
潔凈車間外圍墻板起著封閉、隔離外界污染源的作用,是潔凈工程施工質量控制的重要環節,對潔凈車間的潔凈度至關重要。為有效控制潔凈車間內的揮發性有機化合物(VOCs)污染和滿足防靜電要求,隔墻采用面層為防靜電和不產生 VOCs 污染物的金屬巖棉夾芯板。
3.1.1 金屬巖棉夾芯板墻的安裝
金屬巖棉夾芯板墻的表面應清潔、無破損變形,地軌和天軌均采用鋁合金 U 型條,用脹栓按 600 mm 間距分別固定在樓面和梁底。金屬夾芯板插入軌道內,在金屬夾芯板間的槽口內通常放置中鋁條進行連接。完成安裝的金屬板在潔凈區應無暴露螺栓,并隨時對金屬夾芯板墻的垂直度和平整度進行校核,確保達到垂直度≤0.2%、平整度≤2 mm/2 m 的驗收標準。對于末端金屬夾芯板墻,應根據實際尺寸進行現場裁切,并用鋁合金條收口包邊,確保金屬夾芯板墻安裝嚴密牢固。完工后,在金屬夾芯板的正壓面用中性密封膠進行嵌縫密封,再用密封膠對陰陽角處做成圓弧角。
3.1.2 回風夾道處的墻板加固
潔凈車間回風夾道處的金屬夾芯板高為 14.2 m,柱距為 12.7 m。根據施工單位編制的超高金屬夾芯墻加固方案的規定,凡超過 5 m 高的金屬夾芯墻必須采取加固措施。考慮到工程的安全,現場采用 100 mm×100 mm×2.3 mm、100 mm×50 mm×2.3 mm 的鍍鋅方鋼焊接成龍骨骨架,再用膨脹螺栓固定在柱面上,形成穩定的超高墻加固骨架體系。骨架安裝完成后,對焊縫進行質量檢查,符合后方可用防銹漆對焊縫進行涂刷,最后安裝金屬夾芯墻板。
3.2.1 綜合支架系統
按照設計圖紙要求,需要用紅外線垂直儀進行基準線的放樣,要求基準線控制在 ±1 mm 范圍內,放樣引線控制在 ±5 mm 范圍內,X 軸與 Y 軸成直角相交,確認后沿基準線位尋找懸吊掛點,雙個 C 型抱箍卡住工字鋼,龍骨按懸吊間距 1 200 mm 進行布置。按照設計標高,在垂直方向配 M16 全牙螺桿懸吊于抱箍下端,天花按中心距1 200 mm×1 200 mm 或 1 200×600 mm 組合連接方形調節器,并與 M12 全牙螺桿相連接,形成綜合支架系統。所有材料均為熱鍍鋅。
3.2.2 天花龍骨系統安裝
天花龍骨系統按標準化模塊安裝,在庫存等局部區域,標高有變化。為滿足大面積天花高效率施工,采取地面模塊化組裝方式。地面組裝模塊宜以 1 200 mm×3 600 mm 為一個單元,以便人工搬運和垂直傳遞,同時保證連接件螺栓的安裝。組裝天花龍骨系統時應注意以下事項。
(1)天花龍骨相對于地板安裝高度為 6.0 m~7.6 m,吊裝采用人工傳遞方式,由地面人員和移動登高車人員共同配合安裝。在安裝過程中,天花龍骨大致起吊到標高后,緊固連接螺栓,只需保證天花龍骨不會脫落即可,以便后續安裝盲板和風機過濾單元系統后再進行標高調整;盡量不要破壞保護膜(連接部位除外),以減少后期的清潔工作量。
(2)天花龍骨安裝單元和地面單元中心相對縫,安裝時須檢驗兩者在垂直方向的一致性;當天花龍骨安裝面積超過廠房相鄰柱距時,應對已安裝單元進行臨時定位,防止因晃動而在后續固定吊桿時出現偏差。臨時定位宜以廠房相鄰的四根柱子為固定單元,安裝時須保持吊桿垂直,使吊桿均勻受力,以減少天花龍骨平面位移和不均勻下垂。
3.2.3 盲板安裝質量控制
對于潔凈車間天花盲板安裝的質量控制,必須要保證潔凈車間內處于獨立封閉狀態,同時承受上夾層氣流負壓作用。針對潔凈車間的這一特殊要求,采用以 1 200 mm×1 200 mm×1.5 mm 金屬板材作為盲板材料、表面再經烤漆處理的施工方案。在盲板搬運安裝過程中,應注意以下事項:小心輕放,避免劃傷表面涂層;安裝時采用 5 mm 厚密封條粘貼,確保無空隙;安裝后應檢驗盲板的密封性能,并通過增加固定卡片或打膠的方式處理縫隙漏光點。
3.2.4 FFU 安裝質量控制
FFU作為潔凈車間內“新風機組(Make-Up Air Unit,MAU)+風機過濾單元(FFU)+干盤管(Dry Coil,DC)”空氣凈化系統中保證空氣循環過濾的重要環節。FFU 的安裝應注意以下事項:FFU 在運輸和存放時應根據出廠標記豎向放置,防止劇烈震動和碰撞,每批設備進場必須經燈光檢查,保證濾紙、密封膠和框架無損壞;安裝前新風機組需要進行 24 h 以上的空吹以凈化空氣;FFU 內聚氯乙烯(Polyvinyl chloride,PVC)包裝保護膜應在潔凈車間內拆除,使污染降到最低;安裝時必須控制人員與材料的進出,尤其是安裝人員必須穿戴潔凈服,不得用手或工具觸摸濾紙。此外,安裝高效過濾器時應注意外框上的箭頭與氣流方向一致,安裝接縫應平直以保證在同一平面上,安裝固定后禁止拆卸以防遭受二次損壞。
3.3.1 環氧樹脂工程特點
環氧樹脂涂裝工程漆具有強度高、耐磨、無接縫、防腐、防水、防塵、保養方便、維護費用低等特點。為滿足潔凈廠房防塵、防靜電的要求,采取以下施工方案:下夾層為 3 mm 防靜電環氧自流,華夫板樓面為 0.5 mm 厚環氧自流平,柱面、梁面為 0.5 mm 水性環氧樹脂涂裝。
3.3.2 基面處理
首先檢查是否達到環氧施工基本條件:混凝土澆筑養護≥28 d、混凝土抗壓強度≥25 N/mm2、抗拉強度≥1.5 N/mm2、基層含水率≤8%,室內環境溫度≥5℃。其次檢查混凝土表面是否平整密實,具體補救措施如下:對松軟面層或突起物用環氧膩子進行批刮補平;對不規則裂縫切成 V 型縫并清理干凈,再用環氧膩子填充補平,待干燥后用無塵研磨機對樓面進行整體打磨;用手提式砂輪機對回風夾道梁、高大柱面進行打磨,使基層表面露出混凝土紋理,以利于環氧底涂更好地滲透,增強涂層間的粘結力。
3.3.3 底漆涂裝
首先充分攪拌環氧樹脂底涂 A 組分(Sikafloor?-161),然后全部加入 B 組分,再使用電動攪拌器進行攪拌,時間至少 2 min,使 A、B 組分完全混合;加入石英砂攪拌,時間至少 2 min 以獲得均勻的混合物;在可使用時間內,用刮板進行批刮作業,確保覆蓋基面的涂層連續、均勻,無氣孔或漏涂現象,且充分干燥。
3.3.4 中涂層涂裝
中涂層施工前,對底層作如下處理:底涂層施工完成后,若局部地面出現破損、不平整現象,則采用環氧砂漿批刮,具體操作如下:將環氧樹脂主劑、固化劑混合,加入一定比例的石英砂,采用攪拌機械充分拌勻;將拌好的配料用刮板刮涂,涂裝時要做到厚薄均勻,養護 24 h。中涂層涂裝時,首先按照 2∶1∶4 的比例將環氧樹脂、稀釋劑、硬化劑混合均勻,再加入硅砂,攪拌均勻后直接倒在地面上,然后采用鏝刀使漿液在中涂層表面均勻流展,并使其達到初步平整。為了避免氣泡產生,應使用消泡滾筒進行消泡,待充分干燥后進行砂磨并吸塵。
3.3.5 靜電釋放(Electro-Static Discharge,ESD)層涂裝
根據防靜電要求,應布置銅箔靜電釋放層。先對防靜電地面進行畫線布置,然后鋪置導電銅箔,完畢后配合電氣施工,在結構柱上適當預留接地端子盒。在地面施工完畢后,將防靜電地面內的金屬線與該接地端子盒相連。另外,在土建施工過程中該接地端子須在柱內與防靜電銅線連通,使靜電通過接地端子沿柱內銅線流向地極。通常,防靜電接地電阻的阻值≤10 Ω。
3.3.6 面層涂裝
當地面導電層強度達到質量要求后,對地面存有刮痕的部位進行二次打磨和清理。面漆涂裝采取二道成活的施工方案,應在周圍形成密閉空間及上夾層管道安裝完成后進行,具體操作如下:按配比將 A、B 兩個組分充分攪拌2 min 后均勻倒在地面上,使用專用鏝刀進行第一道環氧面漆的涂裝,過程中若發現有沙粒雜質須立即去除,同時確保環氧面漆不得有漏涂、堆積、滴掛等現象;第二道環氧面漆涂裝應在第一道面漆完全干燥后進行;在第二道面漆涂裝完成 7 d 后,對環氧涂層的抗拔承載力和厚度進行檢測,確保抗拔承載力≥2.5 MPa,涂層厚度符合設計要求。
3.4.1 放線打孔
首先根據高程點在柱面彈出標高控制線,再選取中心基準點,用經緯儀放樣形成 X/Y 軸基準線;然后根據 X/Y 軸基準線確定立柱安裝基準線,借用由 4.5 mm 厚鍍鋅鋼板制成的標準方形塊畫出膨脹螺栓點位,再用 M14 沖擊鉆頭對定位點鉆孔,深度達到 70 mm 即可。
3.4.2 立柱、橫梁安裝
首先用吸塵器將孔內的積灰清理干凈,注入 30 mm 密封膠,嵌入套管后安裝膨脹螺栓,將立柱初步固定在安裝好的膨脹螺栓位置;其次用鍍鋅墊片和水平尺對立柱進行調直、調正,嚴格控制立柱的定位,每隔一段距離檢查立柱的中心線距離,確定與圖紙一致后鎖緊立柱;最后用自動水平儀引入標高控制線對立柱進行調平,調平的立柱間距為 600 mm×600 mm。通過橫梁連接立柱,形成整體后緊固連接螺栓。安裝完成后,用 2 m 鋁合金方管對立柱、連桿進行驗收,若發現超出偏差要求,則對螺絲進行微調,保證其平整度達到驗收標準,即≤2 mm/2 m。
3.4.3 高架地板安裝
安裝高架地板時,首先在選定區域中間位置進行基準高架地板的安裝,安裝高度與標高控制線一致,用水準儀校準后鎖緊支架螺母。施工時,邊安裝邊校核高度,確認相鄰地板水平后緊固安裝螺母。安裝應從廠房的幾何中心處柱位基線開始,依次向四周同步展開,以最大限度地消除安裝生產的累計誤差。對于不足標準板的部位,如廠房四周、柱邊緣、防微基礎邊等,應安裝異型板,并且根據實際尺寸對地板和橫梁進行裁切后再安裝,安裝后應做好對切割剖口的收邊處理。高架地板安裝完成后,應重點檢查以下施工效果是否符合以下質量要求:表面平整度≤2 mm/2 m、接縫順直、行走無聲響、牢固穩定、表面無污染。符合后用防塵薄膜覆蓋。
為確認潔凈車間工程施工質量是否符合設計和相關標準、規范要求,先后要對潔凈車間進行 3 次驗收,即中間驗收、施工驗收和性能驗收。當中間驗收和施工驗收合格后,徹底全面清潔被測環境和通風系統,并至少讓系統連續運行 12 h,隨后由建設單位委托第三方檢測單位對潔凈車間的綜合性能進行檢測,具體如下:結合工程設計參數和生產環境要求,分別對空氣潔凈度級別、表面潔凈度級別、甲醛濃度、溫度、相對濕度、噪聲、照度、系統新風量、靜壓差、表面導靜電、送風高效過濾器掃描檢漏等項目進行檢測。檢測結果表明,檢測項目的數值處于合格指標的范圍內,結合中間驗收和施工驗收的綜合評價結果,即潔凈車間工程質量符合設計和 GB 50591—2010《潔凈室施工及驗收規范》的相關要求,同意驗收。
現代潔凈技術的發展是由微電子技術的發展推動起來的,而微電子技術的發展對潔凈技術也提出了更高、更新的要求[2]。面對全柔 AMOLED 面板生產線潔凈裝飾項目空間大、周期長、專業多、系統復雜、自動化程度高等特點,項目管理單位在施工前制定了嚴格的施工標準,在施工中加強了對原材料和施工技術的控制,從而取得了較為理想的工作成果,為潔凈施工技術的日臻完善,積累了有益的經驗。