半导体厂房空调、净化系统设计探究

王丽超 朱宏超

摘 要：随着中国在科学领域的进步，对各种厂房空调净化系统的要求也越来越高，对厂房空调净化系统做出针对性的设计，是一项具有重大意义的工程，本篇论文以半导体厂房空调为例，深入探讨进空调净化系统的设计，对今后我国各大企业在实际设计半导体厂房空调净化系统的过程中也有一定程度的参考价值。

关键词：设计；半导体厂房；净化系统

引言

我国在电子制造业方面的发展，与其他先进国家相比仍处于较为落后的阶段，尤其是半导体芯片制造业的工艺水平仍存在很大的优化空间，这都是由于相关电子生产加工制造厂房的环境不够洁净，所用到的生产辅料纯度不够严格等导致的，这需要通过建立合理的空调净化系统，设计出适用于半导体厂房的净化系统方案，才能够打破我国电子制造业成品合格率较低的生产现状。

1 半导体厂房空调、净化系统的设计

电子制造业在生产半导体的过程中有许多道工序，每一道工序对空调净化系统的要求都各有不同，所以在设计半导体厂房空调、净化系统的过程中，要根据每一种工序特点的差异性做相应的调节，首先需要考虑到电子制造企业对半导体厂房的工艺布局，根据每一种生产设备不同的用途及类型，来划分出明确的区域，这有助于空调净化系统调控特定区域内的温度及湿度[1]。

1.1 半导体厂房空调、净化系统前工序的设计

本篇论文在设计空调净化系统的环节中，是采用了将循环空调机组与新风集中处理兼并的应用方式，简化了净化空调系统的工作流程，可以有效的将过滤器、表冷盘管、新风入口及送风出口、加热管等机械部件衔接起来，半导体厂房在生产过程的前工序环节中，需要将空调送风的品质达到ISO7级，只有大于0.5µm的粒径才满足前工序的生产环境需求，为了能够提高对半导体厂房空调净化系统设计方案的可行度及科学性，还要充分考虑厂房内部建筑的高度及实用面积，结合工艺流程与生产区域的特点，通过调节百叶风口，来改变厂房内的送风形式，完善对回风夹道的设计，相关技术人员应当根据吊顶的高度，在顶部植片散流器风口及顶部旋流风口中做出合适的选择，保障气流组织不会受到负面影响。

1.2 半导体厂房空调、净化系统无尘区的设计

无尘区的生产环节对厂房内部环境洁净度的要求极为严格，空调送风的品质必须达到ISO7级的标准，相对于前工序的机械设计中加入了末端高效过滤器风口的应用，为了消减相关技术人员在安装及空调后期维护等方面的难度，可以将无尘区回风夹道与墙面空出部分间隔，具体的间隔高度需通过压力要求及厂房实际情况做细化调节，整套空调净化系统的设备会通过这个间隔区域，将之前新风出口所送入的风灌入回风管道，再利用循环空调机组的功能将回风混合后送回新风出口，达到循环节能的目的，末端高效过滤器风口可以有效地提高无尘区生产环境的洁净度[2]。

1.3 净化空调的设计图

在半导体厂房净化空调系统的设计中，前工序生产环节与无尘区生产环节所用到的空调系统设计原理相同，相关企业可以根据自身生产区域的实际情况，再做调节，详情如下图1所示：

1.4 半导体厂房空调、净化系统后段工艺的设计

在半导体厂房生产环境的后段工艺环节中，需要更加严格地调控房间内部的湿度及温度，净化空调系统为满足后段工艺的特殊要求，需要通过ISO7级的净化标准，将湿度区间调整到40%之上、60%以下，且温度不能高于25摄氏度，在具体的净化空调系统设计中又新加入了干盘管及风机过滤机组这两种装置，通过HEPA过滤后可以提高空气的洁净度、优化送风的均匀程度，新风空调综合系统需要高度配合房间的门窗数量及生产区域内部建筑的高度，在相关技术人员对房子内部的湿度渗透量经过精密的计算后，再通过空调净化系统的调节，来保障房内的湿度负荷指数处在达标的水平线上，夏季供冷时有干湿的区别，需要通过风机盘管加以调节，需利用净化空调系统的除湿能力严格把关生产区域的湿度[3]。

2 半导体厂房空调、净化系统的自动控制环节

2.1 新风机组的自动控制设计

2.1.1 静压探头

为了方便调节新风空调机组，可以采用变频风机来完成对半导体厂房净化空调系统的自动控制，通过静压探头这种装置，来观察总送风管上的静压变化，每一台循环机组都要安装一个静压探头，这样才能保障净化空调系统功能的全面性。房间内的正压值与房间内的湿度值有着密切的联系，相关操作人员需要事先结合自身半导体厂房的实际情况，在净化空调系统的操作平台上设置出静压波动的上限参数，系统才会根据厂房内的正压参数，自动调节调节阀的开度及新风空调机组的风机频率，从而有效的控制总送风管的排风量。

2.1.2 温度传感器自动防冻

新风机组防冻设计的温度下限是5摄氏度，如果厂房内新风机组的实际温度低于5摄氏度，净化空调系统则自动开启加热器管中的电动两通阀用来升温。

2.1.3 湿度传感器

由于半导体厂房对生产环境的湿度要求较高，所以在新风机组的应用过程中一定要严格调控表冷器及电动两通阀这两个装置，通过冷水热水之间的转换，来调节送风露点温度，在空调房内安装较为灵敏的湿度传感器，相关技术人员需要事先在厂房净化空调系统的平台上设置好新风机组出口Tdp值的上限，这样才能够保障在厂房内的湿度没有达到标准、或超出标准时，系统会根据报警提示，自动调节二通阀的开度，将房内的湿度恢复正常。

2.2 净化空调系统在后段工艺中的温湿度自动控制

在半导体厂房后段工艺的生产环节中，调控温度的方法与新风空调机组温度调控的途径不同，是通过控制冷水管道上的电动两通閥的阀度来实现的，相关技术人员需要先在净化空调系统上，设置出正常范围内温度及湿度的参数值，平台系统才会自动根据湿度传感器及温度传感器的变化，对除湿机组的再生电加热器及干盘管道上的电动阀进行相应的调节，通过盘管处理新风湿度，来降低转轮除湿机的湿负荷，要比通过表冷器调节厂房内湿度要有效的多。

3 总结

利用净化空调系统来提高半导体厂房的生产效率，再通过自动控制来避免人工调节净化空调系统所产生的漏洞，本篇论文的具体设计内容，可以为相关电子制造企业在设计半导体厂房时作出一些参考。

参考文献

[1]马忠正. 提高水利工程施工技术和质量的研究[J]. 工程技术研究2016.（8）：187+203.

[2]刘树秋. 探讨新形势下水利工程设计的原则及发展趋势[J]. 住宅与房地产，2016，（21）：251.

[3]李鑫淼，孙津媛，李京伦. 水利工程施工安全管理问题探讨[J].南方农机，2015，（6）：58+69.