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浅谈半导体净化空调的设计及应用

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【摘要】随着社会的不断进步,对电子产品的需求也是与日俱增,从而推动了半导体行业飞速发展。随着制造工艺不断进步,对空气洁净技术和温湿度等环境参数的控制也是愈发严格。文章从洁净室空调系统、空气洁净技术、热湿处理、应用场合并结合工程实例进行阐述,对相关的工程设计和应用方案选择进行探讨。

【关键词】半导体;洁净室;净化空调;超高效过滤器;温湿度

1洁净空调技术简介

洁净空调技术起源于美国军事工业,是传统空调技术的延伸和发展,历经60多年的发展特别是近30年半导体工业快速发展而壮大,它主要运用空调洁净技术理论并结合洁净建筑材料、洁净处理设备、控制系统和输送系统及洁净系统管理来支持半导体工业的发展需求,是一门新兴的学科。

2洁净空调系统的类别

洁净室按照空气洁净原理可以分为单向流和非洁净室两种;如按照空调系统组成来分又可分为集中式和半集中式两大类,集中式主要为AHU(组合式净化空调机组)模式,半集中式主要有MHU+AHU(新风机组+净化空调机组)、MHU+RCU(新风机组+自循环机组)、MHU+FFU(新风机组+风机-过滤器单元)三大类。

3四种模式应用对比

3.1关于RCU和FFU的选择

RCU是一种小型带冷盘管的循环过滤器机组,国内最早在20世纪90年初期从美国引进,机组由无蜗壳风机、中效过滤段、电机变频器、冷盘管等组成;FFU是一种模块化的风机过滤单元,在20世纪90年代中期从国外引进,单元比较简单由ULPA过滤器、微型轴流风机组成。

3.1.1RCU

由于RCU机组的风机全压较大(可达500Pa以上),自带温控冷盘管,非常适合于那些过滤器初阻力较大,室内空调热湿负荷差异较大,且一个洁净室需要全面温湿度恒大控制的系统;缺点是盘管易漏水,采用正压密封方式空气容易泄漏,噪声较大且能耗较高。

3.1.2FFU

由于采用了标准龙骨,FFU更换非常方便,特殊的负压密封技术(FFU相对洁净室是负压,有泄漏会回到FFU区域,而不会进入洁净室),且集中式冷盘管又设置在下夹层的回风道中,消除了洁净室漏水隐患;但由于冷盘管是集中制冷,对洁净室内的动态温度场控制不均匀是其明显不足。

3.1.3RCU和FFU的应用场合

从上述两者的优缺点分析,RCU机组比较洁净室内传统式开放机台(机全依靠洁净环境来控制温湿度),机台的空调热湿负荷不均匀,且但又对温湿度环境要求非常严格的场合(如传统光刻、扩散、CVD、显影工序等);FFU机组则比较适合洁净对漏水隐患防护要求极高,但温湿度环境控制相对比较宽松的场合。

鉴于准机械接口(SMIF)的设备大量应用,其设备采用了全封闭设计,设备内部设置了温湿度和过滤装置,因而SMIF制造环境下,制造过程有单独的微环境保障,洁净室内只需要提供相对比较宽松的温湿度环境即可,故FFU的净化空调模式完全能够满足其需求。

4洁净空调系统的热湿处理过程

5空气洁净度

6空气过滤器合理使用寿命

7洁净空调工程实例简介

7.1工程概况

7.2主要技术参数