微电子厂主要从事芯片设计、开发、制造、销售和技术服务。 新主厂房建成投产后,集成电路生产工艺水平由目前的1-2微米提高到0.8微米。 厂区包括主厂房、化工仓库、发电厂房、行政办公楼等。主厂房为三层楼房,自下而上为动力下技术夹层、洁净下技术夹层房间,和干净的房间。 洁净室的面积约为。 ).
1、空调系统设计
1、空调负荷
在实际设计中,洁净室冷负荷的计算一般采用估算法,估算指标根据生产工艺、围护结构、操作人员数量等因素确定。 洁净室主要生产区冷负荷估算指标为450W/m2,光刻区为400W/m2,其他区域按功能为250W/m2-350W/m2。 令总冷负荷(包括新风冷负荷)为 。 单位冷负荷指标为2500W/m,远大于一般建筑的冷负荷指标。 这是由于:1、微电子行业洁净室生产设备产生大量热量,消耗大量冷量; 2、补充大量工艺排气(排除酸、碱、有机溶剂等气体),保持洁净室的正压,导致大量新风,需要大的制冷量进行工艺处理新鲜空气。 以上两种负荷之和一般占总冷负荷的80%以上。 由于洁净室位于内部区域,冷热负荷对围护结构的影响可以忽略不计。 本设计发热量大,冬季仍为制冷工况,其室内冷负荷与夏季基本持平。 洁净室散发的水分少,因此洁净室的室内负荷主要是显热负荷(设备负荷、照明负荷)。
2.气流组织
洁净室内的气流为垂直单向流,即空气经吊顶风机过滤单元(FFU)承载的高效过滤器过滤达到洁净要求后送入宽敞的房间,然后穿过地面上的穿孔高架。 地板和华夫地板通过两侧回风竖井与新风机组处理后的新风混合,再由安装在竖井与吊顶静压箱之间的干冷盘管降温并返回吊顶静压箱。
风机过滤机组(FFU)的送风方式虽然不一定最适合每一个洁净车间和生产工艺,但由于其自身优越的特性,近年来越来越被广泛应用。 首先,洁净室内的压力远离静压箱内的压力,不存在尘粒从静压箱渗入室内的可能,这就是所谓的“负压密封” . 风机轴等必须采用接触式填料密封或液槽刀口密封等较为复杂的方法来保证洁净室顶棚的气密性; 过滤单元单位数(FFU)用于改变洁净度以满足生产过程的需要。
现在生产线上大量使用微环境装置,高效过滤器的填充率降低到30%以下。 风机过滤机组(FFU)由于布局灵活,具有较强的竞争力。 此外,由于对层高和空间的要求低,降低了建设成本和工期,也非常适合改造项目。 但是,在吊顶上安装大量风机过滤单元所带来的弊端也很明显。 噪声和振动对洁净室的影响不容忽视,还必须考虑设备和自控成本的增加。
3、空气处理
洁净室新风系统共配置四台新风机组,三台一备,每台新建船管机组新风量为/h。 新风全部收集在屋顶新风棚内,接新风机组处理后,通过风管直接送至洁净室顶棚静压箱,与洁净室的回风,再送入室内。
新风量的确定主要依据以下因素:
1)补充工艺过程中需要的排气场景,包括一般排气、酸性排气、碱性排气、有机溶剂排气、特殊气体排气等;
2)保证洁净室相对于外界处于正压状态,以保证室外空气不会渗入污染洁净室;
3)满足室内人员卫生要求的新风量,人均新风量不低于40mVh。
设计新风量为补充室内排风和维持室内正压所需新风量与人员新风量之和的最大值。
新风机组包括初效过滤段、中效过滤段、预热段、预冷段、浓缩段、再冷却段、再热段、风机段、预留段、高效过滤段和送风段。 风段等预冷盘管给回水温度13℃/19℃楼宇自控送风管静压,再冷盘管给回水温度5℃/10.6℃,给回水温度预热盘管的供回水温度为90℃/60℃,然后加热盘管的供回水温度为90℃/70℃。
洁净室新风系统承担室内全部湿负荷,而室内显热负荷则由干冷盘管承担。 室外新风必须处理到机器的露点,然后送入回风通道与回风混合。 夏季高温高湿地区。 由于室外热函较大,新风机组需要进行较大的焓差处理。 如果只安装一级冷盘管,大量的冷量会被冷凝水带走。 因此,为充分利用冷水能量,新风机组配置了二级冷盘管。 夏季室外空气经一级预冷盘管供给13℃中温水处理至接近饱和状态的A点,再经二级冷却处理至露点B盘管供给5℃的低温冷水,最后通过再加热 盘管将其加热到送风状态C点。 冬季室外空气先经预热盘管加热到D点,再经喷水加湿到露点B,再加热到送风状态的C点。 . 喷水加湿段位于两级冷盘管之间,除加湿外还可以起到净化空气的作用。 夏季空气经初冷盘管处理至A点后饱和,难以再次加湿。 因此,夏季喷水不会影响新风处理。 本项目洁净室保持正压换气次数为1.5h-1。
洁净室安装差压传感器,根据差压传感器控制洁净室的压力,根据差压传感器的值控制洁净室的压力,将测量压力洁净室与外界环境的区别。 PLC将压差传感器的值作为PID的过程值,其输出将控制新风管道上变风量控制器的开度。 PLC同时计算新风主风管上压差传感器的平均值,并将平均值作为PID的过程值。 它的输出将控制新风机组的风机转速,以满足洁净室的正压要求。
4、温湿度控制
洁净室内的温度由吊顶上的干式冷却盘管调节和控制。 天花板分为10个温控区。 每个温控区都装有一个温度传感器。 本区干冷盘管回水总管 本体安装一组电动调节阀,将温度传感器测得的温度与直接数字温控器的设定值进行比较,采用比例积分微分控制器输出电信号控制回水管上电动调节阀的开度,改变水流量。 , 使洁净室的温度保持在所需的范围内。
洁净室安装温湿度传感器,洁净室温湿度传感器的温度信号将通过PLC进行监控和报警。 新风机组的送风温度信号作为PID控制的过程值(PV),PID的输出将用于控制再热阀,使新风机组的出风温度保持恒定。 新风机组加湿喷淋段水泵有液位开关。 当低液位报警时,PLC将停止相关泵。
2、排气系统
在微电子洁净室中,生产过程中经常使用或产生各种酸碱性物质、有机溶剂、一般气体和特殊气体。 并按-2001《洁净厂房设计规范》要求单独设置排气系统。 因此,洁净室工艺排风设置酸排风系统、碱排风系统和溶剂排风系统,排风量见表2。
酸碱废气必须经过玻璃钢洗涤塔处理后才能外排。 洗涤塔是利用化学吸附原理工作的,里面有填料,增加了它的有效吸附面积。 洗脱液由喷嘴自上而下喷洒,可循环使用。 处理后的废气必须符合-1996《国家废气排放标准》,见表3。洁净室酸碱排风风管材质为不锈钢,内涂聚四氟乙烯以达到目的的防腐。 风机采用玻璃钢离心变频风机。
溶剂排放系统用于排除厂内设备间和化学气体间产生的溶剂气体。 风道采用不锈钢材质,风机为防爆型,配有变频器调节电机转速,满足调节排风量的要求。
3、排烟系统
洁净室是没有门窗的房间,房间的密闭性好,因此设置机械排烟系统是保证人员安全疏散的必要方法。 -2001《洁净厂房设计规范》规定洁净厂房疏散走道应设置机械防烟排烟设施。 但现行国家消防法规对工业厂房的排烟设置并无明确规定,因此洁净室参照民用建筑防烟排烟规定设置机械排烟系统。 由于主产区面积为3000㎡,主产区以防烟立墙(天花板以下500mm高)划分为若干个防烟分区,每排烟的最大面积防隔断不超过500㎡。 防烟隔断的排烟量设计值按每隔断60m³/h.㎡计算。 排烟风机可同时承受两块防烟隔板,风量选择按每平方米最大防烟隔板面积120m³/h计算。 防烟区的排烟由支管上的280℃排烟阀控制。