電子工業(yè)乃是我國經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化當(dāng)中不可獲取的重要支撐力，而以集成電路為其代表的半導(dǎo)體芯片制造業(yè)而言，其是電子工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)與核心。芯片性能好壞與工藝技術(shù)及設(shè)計(jì)的嚴(yán)格性、合理性及先進(jìn)性息息相關(guān)，而芯片可靠性及成品率，則與加工制造環(huán)境的潔凈度及制作材料的純度相關(guān)，尤其是伴隨當(dāng)今納米加工技術(shù)的不斷發(fā)展與廣泛應(yīng)用，超凈環(huán)境及超純材料已然成為半導(dǎo)體工業(yè)進(jìn)步與創(chuàng)新的關(guān)鍵。通過對半導(dǎo)體廠房的空調(diào)、凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，找尋出一條更為系統(tǒng)化、合理有效的設(shè)計(jì)方案。

1 半導(dǎo)體廠房空調(diào)、凈化系統(tǒng)分析

空調(diào)、凈化空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作，乃與生產(chǎn)的流程及工藝布局之間存在緊密關(guān)聯(lián)。對于用途不同及類型不同的廠房空調(diào)及凈化系統(tǒng)而言，其自身特點(diǎn)也存有差異性?，F(xiàn)對某半導(dǎo)體工廠處于生產(chǎn)工序的凈化及空調(diào)系統(tǒng)方案作以分析。

1.1 前工序空調(diào)凈化系 統(tǒng)分析

對于前工序而言，其對于室內(nèi)空氣的品質(zhì)，具有較高的要求，不僅對房間的濕、溫度具有較高要求，而且對于整個(gè)方面的潔凈度更高的要求。針對此種要求的房間，可將其要求劃分為兩種，分別為對房間潔凈度等級的要求及對空調(diào)送風(fēng)品質(zhì)的要求。

（1） 針對后段工藝、生產(chǎn)區(qū)及無塵區(qū)而言，在工藝上，要求空調(diào)送風(fēng)達(dá)到一定品質(zhì)，即為 ISO7級，粒徑需大于 0.5μm，在空調(diào)應(yīng)用方式的相應(yīng)選用方面，可選擇新風(fēng)集中處理并與循環(huán)空調(diào)機(jī)組相結(jié)合的使用方式。對于新風(fēng)機(jī)組功能段。其流程為：新風(fēng)入口、中效過濾器、 一級表冷盤管、二級表冷盤管及新風(fēng)出口。而對于循環(huán)機(jī)組而言，其功能段工作流程則為： 回風(fēng)混合、表冷盤管、風(fēng)機(jī)及送風(fēng)出口等。其中，對于存在有加熱管的空調(diào)機(jī)組而言，其被用在與外圍護(hù)結(jié)構(gòu)相近且具有不大設(shè)備發(fā)熱量房間。對于此廠房相關(guān)生產(chǎn)區(qū)域而言，引起在吊頂高度方面比較高，為了在氣流組織能夠比較合理，并為此給予保障，需要對工藝流程相配合，在可行性區(qū)域內(nèi)，完成回風(fēng)夾道的相應(yīng)設(shè)置工作，另外，在下部位置處，需設(shè)置回風(fēng)固定百葉風(fēng)口，對于另外一些區(qū)域而言，則可依據(jù)實(shí)際需要，選擇頂部單層百葉風(fēng)口回風(fēng)。 另外，在具體的吊頂高度方面，針對高度小于 5m 區(qū)域，在選擇送風(fēng)形式方面，可采用頂部直片散流器風(fēng)口，以此進(jìn)行送風(fēng)操作，對于小于 8.5m 的，在氣流形式上，可依據(jù)實(shí)際情況及技術(shù)相關(guān)要求，設(shè)置成頂部旋流風(fēng)口送風(fēng)，此外，針對百葉風(fēng)口下側(cè)部， 需固定其回風(fēng)。

（2）對于生產(chǎn)前區(qū)及無塵區(qū)而言，空氣品質(zhì)的要求為 ISO7 級，從工藝要求層級來分析， 此種類型的房間，需采取 ISO7 級的標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)置成凈化潔凈室。在凈化空調(diào)系統(tǒng)的選用方面， 需為末端高效過濾器風(fēng)口、循環(huán)空調(diào)機(jī)組及新風(fēng)集中處理相結(jié)合的空調(diào)方式。新風(fēng)機(jī)組功能段：新風(fēng)入口、中效過濾器、一級、二級表冷盤管及新風(fēng)出口等。而循環(huán)機(jī)組的氣流形式， 以及其功能段操作步驟則為：回風(fēng)混合、送風(fēng)管、風(fēng)機(jī)、潔凈區(qū)、房間側(cè)下百葉同風(fēng)口、回風(fēng)管及新回風(fēng)混合。因在工藝設(shè)備的維護(hù)及安裝等方面的要求，其中的生產(chǎn)前區(qū)及后區(qū)見在布置回風(fēng)夾道，存有相應(yīng)困難，可在兩區(qū)域相應(yīng)中間位置處，也就是地面與隔墻中間，預(yù)留些許縫隙，然后則依據(jù)壓力要求，計(jì)算縫隙高度，針對生產(chǎn)前區(qū)相應(yīng)送風(fēng)而言，則經(jīng)過此縫隙，將其送入至相應(yīng)后區(qū)，然后，所送入的風(fēng)則通過回風(fēng)口，輸送至回風(fēng)管，再將其向循環(huán)空凋機(jī)組送回。

（3）新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)原理。新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)原理圖如圖1 所示。針對其他而言，則對于送風(fēng)品質(zhì)具有比較高的要求，另外，在工藝方面，選用 圖 1 所示的空調(diào)原理。針對與潔凈區(qū)相應(yīng)空調(diào)原理較為相似的，可參照圖 1 當(dāng)中生產(chǎn)前區(qū)的空調(diào)原理。

1.2 后段工藝空調(diào)凈化系統(tǒng)分析

針對后段工藝房間而言，其往往在濕度及溫度上具有較高的空調(diào)要求，工藝對于有些特殊方面的要求為達(dá)到 ISO06 級。在工藝的后段，即凈化要求 ISO7 級，濕度區(qū)間 40% ～ 60%， 溫度區(qū)間 19 ～ 25℃，設(shè)計(jì)了干盤管、FFU 及新風(fēng)空調(diào)的綜合系統(tǒng)，新風(fēng)空調(diào)箱對空氣進(jìn)行處理至設(shè)計(jì)露點(diǎn)，然后送至夾層，最后由干盤管與 FFU 一起組間成廠房內(nèi)的循環(huán)，且對溫度施加控制。處理流程依次為：新風(fēng)段、粗效過濾器、一級表冷盤管、送風(fēng)機(jī)、加熱盤管、 送風(fēng)管、高效過濾器送風(fēng)口、潔凈區(qū)夾層內(nèi)、與夾層空氣混合、FFU 過濾循環(huán)及干盤管降溫。針對恒溫恒濕房間，要想在空調(diào)方面的相關(guān)要求給予滿足，則需實(shí)施計(jì)算， 即對房內(nèi)濕予以計(jì)算，因此，所存在的濕負(fù)荷多，則其周邊相對濕度也就會(huì)較高，針對此種房間，需將房間的門窗數(shù)量及房間吊頂?shù)?，給予充分考慮；此外，由于工藝生產(chǎn)線經(jīng)過墻壁后，要想做到全部封堵是難以實(shí)現(xiàn)的，因此，針對所存有的空隙面積，需對房間濕度滲透量，實(shí)施詳細(xì)化計(jì)算。依據(jù)計(jì)算結(jié)果，最終便可得到房間的濕負(fù)荷數(shù)值，然后對空調(diào)機(jī)組需要處理的風(fēng)量及需要承擔(dān)的除濕能力予以確定。此房間的新風(fēng)風(fēng)量，需對低濕房問所需要的房間正壓及潔凈室需要的正壓綜合考慮的情況下，取最大值。

2 半導(dǎo)體廠房空調(diào)系統(tǒng)的自動(dòng)控制

2.1 半導(dǎo)體廠房的新風(fēng)空調(diào)機(jī)組自動(dòng)控制

（1）針對整個(gè)新風(fēng)空調(diào)機(jī)組來講，可依據(jù)實(shí)際需要，選擇變頻風(fēng)機(jī)，在總送風(fēng)管上，安裝靜壓探頭，利用此種方式，達(dá)到對風(fēng)機(jī)變頻器實(shí)施有效控制的目的。在各個(gè)臺(tái)循環(huán)機(jī)組上，當(dāng)將新風(fēng)風(fēng)管接入完成后，用此對房間的正壓值及相對濕度進(jìn)行控制。將電動(dòng)調(diào)節(jié)閥設(shè)置在每臺(tái)循環(huán)機(jī)組相應(yīng)新風(fēng)風(fēng)管上，通過各個(gè)房間所存有的相應(yīng)正壓值，調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥開度，促使廠房內(nèi)的正壓值，不隨設(shè)備排風(fēng)量等的變化，而出現(xiàn)隨之改變的情況。對于電動(dòng)調(diào)節(jié)閥而言， 如若其在開度方面發(fā)生相應(yīng)改變，則會(huì)造成位于總送風(fēng)管上的靜壓，出現(xiàn)較大程度的變化，至此，可在總管上，設(shè)置靜壓探頭，且設(shè)定具體的數(shù)值，然后，還需要調(diào)節(jié)新風(fēng)空調(diào)機(jī)組的風(fēng)機(jī)頻率，通過綜合作用，實(shí)現(xiàn)有效控制。

（2）針對具有濕度要求的半導(dǎo)體廠房而言，則利用新風(fēng)機(jī)組， 調(diào)節(jié)廠房內(nèi)的相對濕度，運(yùn)用新風(fēng)空調(diào)機(jī)出口溫度，對表冷器進(jìn)行調(diào)控，另外，還可對加熱器水管上的電動(dòng)兩通閥實(shí)施控制，通過對二通閥開度調(diào)節(jié)，達(dá)到調(diào)節(jié)冷熱水水量的目的，促使溫度達(dá)到符合廠房設(shè)計(jì)

要求的送風(fēng)露點(diǎn)溫度。利用位于空調(diào)房內(nèi)的濕度傳感器，重新調(diào)整及設(shè)定新風(fēng)機(jī)組出口處的 Tdp 值，達(dá)到維持相對濕度的效果。

（3）新風(fēng)機(jī)組防凍。當(dāng)關(guān)閉風(fēng)機(jī)時(shí)，如若加熱器后溫度超過 5℃，則將加熱器管道設(shè)置的電動(dòng)兩通閥自動(dòng)啟動(dòng)。便可達(dá)到防凍效果。

2.2 生產(chǎn)房間的溫及濕度的控制

（1）新風(fēng)機(jī)組負(fù)責(zé)保證生產(chǎn)廠房的相對濕度及正壓值。

（2）循環(huán)機(jī)組負(fù)責(zé)保證生產(chǎn)廠房的溫度，室內(nèi)溫度傳感器對加熱器管道上所設(shè)置的電動(dòng)二通閥開度進(jìn)行控制，并對表冷器施加控制，對熱水量及冷凍水量進(jìn)行調(diào)節(jié)，獲取室內(nèi)溫度參數(shù)。

2.3 半導(dǎo)體廠房后段工藝的溫濕度控制

（1）運(yùn)用溫度傳感器，對位于冷水管道上所安裝的電動(dòng)二通閥的開度，實(shí)施有效控制，利用對冷水量所實(shí)施的相應(yīng)調(diào)節(jié)，來設(shè)定具體的參數(shù)。因本段所采用的表冷器，未能全部清除新風(fēng)中濕度，至此，為了能夠減少轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)的濕負(fù)荷，需要做的就是，在此盤管上，盡可能處理新風(fēng)濕度，使其降至到最低，針對本項(xiàng)目而言，所采用的一級表冷后的新風(fēng)處理溫度， 在處理要求方面，與冷水回水溫度相同。

（2）可采用室內(nèi)溫度傳感器，對干盤管道上的電動(dòng)閥進(jìn)行控制，以此達(dá)到室內(nèi)事先設(shè)定的溫度參數(shù)。

（3）運(yùn)用室內(nèi)濕度傳感器，對除濕機(jī)組內(nèi)再生電加熱器施加控制， 以此達(dá)到除濕機(jī)組內(nèi)再生電加熱器既定的相對濕度參數(shù)。

3 結(jié)束語

總而言之，上述所舉例工程已竣工，廠房內(nèi)的潔凈度、濕溫度及正壓等參數(shù)，均與相關(guān)設(shè)計(jì)要求相符，并且運(yùn)行良好。文章通過對半導(dǎo)體廠房生產(chǎn)工序開展細(xì)致化分析，設(shè)計(jì)與之相符的空調(diào)系統(tǒng)及自控制系統(tǒng)，以期為半導(dǎo)體廠房相關(guān)設(shè)計(jì)工作提供參考。