在半导体制造业中,洁净车间排风系统的设计与施工方案是至关重要的环节,它不仅直接关系到生产环境的洁净度、产品质量,还深刻影响着员工的健康安全及生产效率。合洁科技电子净化工程公司将深入探讨半导体洁净车间排风系统的设计原则、施工步骤、关键设备选型及后期维护管理等方面内容。
一、设计原则
1、需求分析
设计前需深入了解生产工艺流程,明确产尘、产热的特点,以及车间内不同区域的污染程度和特点,以制定科学合理的捕尘、排气(热)方案。同时,排风系统的布局需考虑不影响生产工艺的正常操作,确保空气中的微尘、细菌等污染物得到有效控制。根据芯片生产的不同阶段,洁净车间需要达到不同的洁净度等级,如ISO
7级(万级)或更高,严格遵循GB50073-2013《洁净厂房设计规范》。
2、新风量及排风量的优化
新风量的计算应根据实际需求,选取合理的新风量,避免过大导致能源浪费。通常,新风量应保证净化区域工作内工作人员新风量大于等于40m³/H,同时考虑净化区域内排气量峰值与维持房间正压所需新风量之和,最终取两者中的最大值。排风量的优化则需根据实际生产工艺流程及维持车间正压新风量来确定,并加大对车间排气热量的二次回收利用,减少工艺负荷。
3、气流组织设计
气流组织设计需确保有害气体或微粒能够迅速被排除,防止其向外扩散。在设计中,应合理布局送风口与排风口,避免气流短路,通常排风口与送风口至少保持3米的距离。同时,送风口与边墙的距离也不应小于1米,以减少气流干扰。
二、施工步骤
1、材料选型
选用符合净化要求的特殊材料,如无尘滚动门、抗腐蚀地板、防静电涂料等,确保施工过程中的洁净度控制。对于排风系统中的风管、风阀等设备,也应选择耐腐蚀、易清洁的材料,以减少维护成本。
2、风道安装
根据设计图纸,精确安装风道系统,确保密封性良好,减少漏风现象。风道安装过程中,应尽量减少局部阻力,如弯管、三通、变径的数量,同时弯管的中心曲率半径不要小于其风管直径或边长,一般可用1.25倍直径或边长,以减少气流阻力。
3、设备布置
安装排风罩、风机、空气净化器等关键设备。排风罩的选型应根据生产工艺特点选择合适的类型,如吸气式、吹吸式等,确保有效捕集污染物。风机则应选用高效、低噪音的风机,确保排风量满足需求,同时减少能源消耗和噪音污染。空气净化器则需配备初效、中效、高效过滤器,确保空气洁净度达到设计要求。
4、管道连接
合理布置管道和支架,确保通风系统的稳定运行和维护。管道连接处应密封良好,避免漏风现象。同时,应考虑管道的保温措施,特别是在严寒地区,以防止管道结冰或结露。
5、系统调试
启动排风系统,进行调试,确保各设备运行正常,空气洁净度达到预期要求。调试过程中,应对送风量、排风量、温湿度等参数进行监测和调整,确保系统满足设计要求。
三、关键设备选型
1、排风罩
排风罩是排风系统的关键设备之一,其选型应根据生产工艺特点选择合适的类型。如槽宽小于700毫米时,可采用高截面单侧排风罩;槽宽大于700毫米时,则采用高截面双侧排风罩。排风罩的设计应确保废气能够得到有效收集,避免扩散至车间其他区域。
2、风机
风机的选型需考虑风量、风压、效率、噪音等因素。在半导体洁净车间中,通常选用高效、低噪音的变频风机,以满足不同工况下的风量需求。同时,风机应外置于洁净区域外,以减少对洁净环境的影响。
3、过滤器
过滤器是确保空气洁净度的关键设备。在排风系统中,应配备初效、中效、高效过滤器,以去除空气中的微粒和细菌。过滤器的选型应根据空气洁净度要求、风量、阻力等因素综合考虑。
四、后期维护管理
1、定期更换与维护过滤器
过滤器是排风系统中易损件之一,需定期更换和维护。更换周期应根据过滤器类型、使用环境、空气质量等因素综合考虑。同时,应定期对过滤器进行清洁和检查,确保其正常运行。
2、设备维护计划
建立定期的设备维护计划,对排风系统各部件进行定期检查和维护。维护内容包括但不限于风机轴承润滑、电机运行状况检查、风管密封性检查等。通过定期维护,可及时发现并排除潜在故障,确保系统稳定运行。
3、清洁保养
定期对排风罩、风道、过滤器等部件进行清洁保养,防止积尘和细菌滋生。清洁保养过程中,应使用符合要求的清洁剂和工具,避免对设备造成损害。
4、空气检测与验证
定期进行空气检测,验证尘埃、细菌等污染物的浓度是否在可控范围内。检测结果应作为系统维护和改进的依据。同时,应定期组织专家进行验收评估,确保排风系统符合设计要求和相关标准。
五、案例分析
以某半导体制造企业的洁净车间排风系统设计为例,该车间主要用于化学镀镍金工艺的生产,涉及多种有毒化学物质。在设计中,采用了局部排风与全面排风相结合的方式,通过精确计算送排风量,确保车间内空气形成稳定的气流流型。排风口安装在槽边,位于设备外罩内侧;补风口安装在栈板上方,位于设备外罩外侧。这样的布局使得空气气流由设备外向内流动,有效避免了废气向车间扩散。同时,采用了高效、节能的补风与排风设备,以及智能化的通风系统自动控制,实现了根据车间内空气质量自动调节送排风量的功能。通过科学合理的设计和施工,以及严格的后期维护管理,该车间内空气洁净度达到了设计要求,为芯片生产提供了可靠保障。
综上所述,半导体洁净车间排风系统的设计与施工方案需综合考虑多方面因素,包括需求分析、新风量及排风量的优化、气流组织设计、施工步骤、关键设备选型及后期维护管理等。通过科学合理的设计和施工,以及严格的后期维护管理,可确保车间内空气洁净度达到要求,为芯片生产提供可靠保障。同时,也有助于提高生产效率、降低能耗和成本,提升企业的整体竞争力。在未来的半导体制造业中,应继续探索更加高效、节能的排风设计方案,以满足日益严格的环保要求和生产效率需求。