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

（1）針對(duì)后段工藝、生產(chǎn)區(qū)及無(wú)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(jí)，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(duì)于新風(fēng)機(jī)組功能段。其流程為：新風(fēng)入口、中效過(guò)濾器、一級(jí)表冷盤管、二級(jí)表冷盤管及新風(fēng)出口。而對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)百葉風(fēng)口下側(cè)部， 需固定其回風(fēng)。

（2）對(duì)于生產(chǎn)前區(qū)及無(wú)塵區(qū)而言，空氣品質(zhì)的要求為 ISO7 級(jí)，從工藝要求層級(jí)來(lái)分析， 此種類型的房間，需采取 ISO7 級(jí)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(guò)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(guò)濾器、一級(jí)、二級(jí)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(duì)生產(chǎn)前區(qū)相應(yīng)送風(fēng)而言，則經(jīng)過(guò)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(guò)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(duì)其他而言，則對(duì)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(duì)與潔凈區(qū)相應(yīng)空調(diào)原理較為相似的，可參照?qǐng)D 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(duì)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(duì)于有些特殊方面的要求為達(dá)到 ISO06 級(jí)。在工藝的后段，即凈化要求 ISO7 級(jí)，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(duì)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?jī)?nèi)的循環(huán)，且對(duì)溫度施加控制。處理流程依次為：新風(fēng)段、粗效過(guò)濾器、一級(jí)表冷盤管、送風(fēng)機(jī)、加熱盤管、 送風(fēng)管、高效過(guò)濾器送風(fēng)口、潔凈區(qū)夾層內(nèi)、與夾層空氣混合、FFU 過(guò)濾循環(huán)及干盤管降溫。針對(duì)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(duì)房?jī)?nèi)濕予以計(jì)算，因此，所存在的濕負(fù)荷多，則其周邊相對(duì)濕度也就會(huì)較高，針對(duì)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(guò)墻壁后，要想做到全部封堵是難以實(shí)現(xiàn)的，因此，針對(duì)所存有的空隙面積，需對(duì)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(duì)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(duì)低濕房問(wèn)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(duì)整個(gè)新風(fēng)空調(diào)機(jī)組來(lái)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(duì)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(duì)房間的正壓值及相對(duì)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(guò)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?jī)?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(duì)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(guò)綜合作用，實(shí)現(xiàn)有效控制。

（2）針對(duì)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?jī)?nèi)的相對(duì)濕度，運(yùn)用新風(fēng)空調(diào)機(jī)出口溫度，對(duì)表冷器進(jìn)行調(diào)控，另外，還可對(duì)加熱器水管上的電動(dòng)兩通閥實(shí)施控制，通過(guò)對(duì)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?jī)?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(duì)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(guò) 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(duì)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(duì)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(duì)表冷器施加控制，對(duì)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(duì)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(duì)冷水量所實(shí)施的相應(yīng)調(diào)節(jié)，來(lái)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(duì)本項(xiàng)目而言，所采用的一級(jí)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(duì)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(duì)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(duì)濕度參數(shù)。

3 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，上述所舉例工程已竣工，廠房?jī)?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(guò)對(duì)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。