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潔凈技術(shù)是為了適應(yīng)實驗研究與產(chǎn)品加工的精密化、微型化、高純度、高質(zhì)量和高可靠性等方面要求而誕生的一 門新興技術(shù)。潔凈室(cleanroom)這個名詞和概念源于18世紀六十年代的歐洲醫(yī)學，當時的理解僅限于經(jīng)噴灑消毒后可以控制創(chuàng)部感染率的處置室、手術(shù)室這類滅菌處理的工作環(huán)境�，F(xiàn)代潔凈室雖然延用了這個名詞，但在定義和內(nèi)涵上都與原有的概念有根本的不同，現(xiàn)代潔凈室形成一項專門技術(shù)，其歷史不過只有半個世紀。

中山市美藍潔凈科技生產(chǎn)的的空氣凈化產(chǎn)品及設(shè)備主要有：風淋室，貨淋室，初效過濾器，中效過濾器，高效過濾器、超凈工作臺，潔凈工作臺，傳遞窗，風淋室配件，風淋室控制器，化學過濾器，FFU風機過濾單元，空氣自凈器，潔凈棚，新風柜，過濾柜，通風柜，洗手池，潔凈采樣車，高風效送口等等潔凈室及配套用凈化產(chǎn)品等。無塵車間凈化設(shè)備廣泛應(yīng)用于電子、半導體、生物制藥、食品加工、核工業(yè)、汽車制造業(yè),空調(diào)暖通業(yè)行業(yè)和領(lǐng)域等。

1 美藍潔凈科技關(guān)于電子工廠生產(chǎn)工藝對受控環(huán)境的要求

電子工廠如大規(guī)模集成電路(LSI)、超大規(guī)模集成電路(VLSI)等微電子(IC)工廠；液晶顯示器(LCD)、彩色薄膜液晶顯示器(TFT-LCD)、等離子顯示器(PDP)以及發(fā)光二極管(LED)、有機電致發(fā)光顯示器(OLED)、高分子有機電致發(fā)光顯示器(PLED)等光電子工廠都離不開潔凈的生產(chǎn)環(huán)境。生產(chǎn)所要求的環(huán)境不僅僅有：建筑圍護、結(jié)構(gòu)、空氣、水以及氣體、溶劑等原材料，而且還有聲、光、電、磁、振等各種環(huán)境。例如：建筑的形式和層高、結(jié)構(gòu)的承重、圍護結(jié)構(gòu)的裝修材料；環(huán)境空氣的潔凈度、溫濕度、靜壓力；水和氣體的純度和粒子、重金屬的含量以及環(huán)境的噪聲、照度、靜電、電磁屏蔽、微振等等�？偟膩碚f，以下五個管件環(huán)節(jié)來定義。

一、美藍潔凈科技認為生產(chǎn)工藝要求潔凈室的面積越來越大。就拿彩色薄膜液晶顯示器(TFT-LCD)生產(chǎn)用潔凈室的面積來說，5代TFT生產(chǎn)用潔凈室的面積約28000m2；6代TFT潔凈室的面積約40000m2；到了8代TFT生產(chǎn)用單間潔凈室的面積就大到80000m2以上。潔凈室內(nèi)可停放20多架波音747飛機。

二、美藍潔凈科技認為電子工廠，尤其是微電子(IC)前工序和光電子(TFT-LCD)前工序的潔凈室對環(huán)境潔凈度的要求越來越凈。例如，12時園片超大規(guī)模集成電路前工序光刻間的潔凈度要求高達1級(0．1um)也就是每立方英尺空氣中≥O．1um的粒子數(shù)不能超過1顆。相當于ISO1級。

三、電子工廠生產(chǎn)工藝對環(huán)境空氣溫、濕度的控制精度要求越來越精。還以上述微電子的光刻間為例：其溫度精度為士0．1℃，相對濕度的精度為士3％。

四、美藍潔凈科技認為大規(guī)模集成電路前工序?qū)ιa(chǎn)用的高純水、高純氣體以及高純?nèi)軇┑募兌纫笤絹碓郊�。例如：對高純水而言，不僅對其電阻率有要求，而且對高純水中所含粒子、細菌、重金屬以及其他元素的離子成份都有嚴格的要求，隨著生產(chǎn)工藝的發(fā)展，對其純度的要求也越來越高�？芍^純之又純。

五、美藍潔凈科技認為電子工業(yè)生產(chǎn)不僅對環(huán)境的潔凈度，溫、濕度有嚴格的要求，同時對環(huán)境的聲(噪聲)、光(照度)、電(靜電)、磁(電磁場屏蔽)、振(微振)等都有嚴格的要求。尤其微電子生產(chǎn)，對環(huán)境的分子級污染提出了新的嚴格的要求。分子污染是指環(huán)境空氣中要嚴格控制例如鈉(Na)元素、碳(COx)元素、硫(SOx)元素、(NOx)元素等對半導體工藝有害的元素。因此在處理空氣時還要用淋水(淋自來水、淋純凈水)來吸收室外空氣中的有害分子成份和用化學過濾器來吸附新風中的有害分子成份。

2電子工廠高級別潔凈室多采用混合流潔凈室

為了降低潔凈室的建造初投資和運行能耗，電子工廠的高級別潔凈室一般把ISO 1級～ISO 5級這樣高凈化級別的垂直單向流用在工藝生產(chǎn)最重要、最關(guān)鍵的部位，用大面積的非單向流(ISO 6級～ISO 8級)替代大面積的單向流，也就是把垂直單向流與非單向流組合在一個潔凈室內(nèi)，構(gòu)成混合流潔凈室。

混合流潔凈室的凈化空調(diào)系統(tǒng)一般采用新風機組(MAU)加風機過濾器機組(FFU)加干冷盤管(DC)的送風方案。當前國內(nèi)外微電子、光電子等大面積的生產(chǎn)廠房廣泛采用的混合潔凈室，具有調(diào)節(jié)方便、節(jié)能顯著、靈活性強，適應(yīng)電子工業(yè)工藝的更新?lián)Q代，又能節(jié)能非生產(chǎn)面積和非生產(chǎn)空間等優(yōu)點，是的空氣處理方案和秀的送風系統(tǒng)。

方案中的新風機組(MAU)有五大任務(wù)：

(1)新風機組要有維持潔凈室內(nèi)的正壓和補充工藝設(shè)備排風的足夠新鮮空氣量，以防止外面污染空氣的滲入。一般情況新風量應(yīng)該等于潔凈室的排風量加上維持室內(nèi)正壓的滲漏風量之和。

(2)新風機組要能確保潔凈室內(nèi)嚴格要求的相對濕度。因此夏季新風機組要有足夠的降溫去濕能力，在冬季還要求一定的加濕手段。

(3)新風機組內(nèi)要設(shè)置多級過濾器(粗效、中效、高效過濾器)以保護FFU終端的超高效過濾器。

(4)新風機組要能吸收和吸附室外大氣內(nèi)中的有害氣體成份，以消除新風中的分子污染。為此，新風機組內(nèi)還應(yīng)設(shè)置淋水室以吸收N、S、等有害的元素。淋水室有一級淋水和兩級淋水(一級淋自來水、二級淋純凈水)，同時還要設(shè)置化學過濾器(活性炭過濾器)用以吸附新風中的有害分子成份。

(5)在黃河以北，尤其是我國的東北地區(qū)，在冬季室外空氣溫度在零下十幾度或幾十度。因此，新風機組在北方需要考慮防凍預(yù)熱的措施。

方案中的風機過濾器機組(FFU)就是保證潔凈室內(nèi)高級別的潔凈度。FFU中的過濾器根據(jù)潔凈度的要求，可采用高效過濾器(H14)或超高效過濾器(U15、U16、U17)。

對FFU性能的要求：

(1)FFU出風的斷面風速v≥O．45 m／s；斷面風速的均勻度應(yīng)為士15％。

(2)FFU的機外余壓應(yīng)≥120 Pa。

(3)FFU的機外噪聲應(yīng)≤50 dB(A)。

(4)FFU的風機壽命應(yīng)為5000～8000小時。

·方案中的干冷盤管(DC)是保證潔凈室內(nèi)各區(qū)域的溫度及其精度的重要設(shè)備。

對干盤管(DC)的要求：

l、空氣通過干盤管的阻力<40 Pa；因此通過干盤管的風速應(yīng)≤2 m／s。

2、通過干盤管的水初溫應(yīng)比潔凈室內(nèi)空氣露點溫度高1℃～2℃。

3、干盤管設(shè)置時可豎放或斜放，但不可水平設(shè)置。

4、干盤管下部還應(yīng)設(shè)置不銹鋼的滴水盤和排水系統(tǒng)。

3 電子工廠高級別潔凈室的建造費用非常高

一般來說，4級(10級)、5級(100級)垂直單向流潔凈室，其室內(nèi)的建筑裝修(墻、頂、高架地板、門窗等)，凈化空調(diào)系統(tǒng)(制冷和空調(diào)設(shè)備、凈化FFu、管道、配件、自控等)加起來的初投資大約為15000元／m2-20000元／m2，如果加上純水制備、純水系統(tǒng)、高純氣系統(tǒng)、廢氣排放系統(tǒng)、廢水排放系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、真空清掃系統(tǒng)等設(shè)備和管線，其單位面積的初投資可高達30000元／m2-40000元／m2。

以1998年建成投產(chǎn)的上海某超大規(guī)模集成電路前工序的潔凈室來說，其8時園片的月投片為30000片，中心部分潔凈室面積為10000 m2。其中3級(1級)、4級(10級)垂直單向流凈化面積為4000 m2；6級(1000級)、7級(10000)非單向流凈化面積和6000 m2。總凈化送風量為6,400，000 m3／h。除土建以外的初投資約6000萬美元，折合每平方米面積的初投資為6000美元／m2。

還有2007年竣工投產(chǎn)的深圳某TFT基板生產(chǎn)線，潔凈室共800 m2。其中3級(1級)潔凈室200 m2，4級(10級)潔凈室600 m2，除土建結(jié)構(gòu)以外潔凈室的建筑裝修、冷凍、空調(diào)、凈化、純水、純氣、廢水、廢氣、供配電、自控等設(shè)備及管線的總投資為3200萬元，折合每平方米面積的初投資約40000元／m2。

由上述兩例說明，高級別電子工業(yè)潔凈廠房的建造投資非常昂貴。如何降低建造費用是我們共同研究的課題。

4 電子工廠高級別潔凈室的運行能耗極大，運行費用極高

因為微電子、光電子等電子工廠高級別潔凈室的凈化送風量大，工藝設(shè)備的排風量大，新風量大，溫濕度精度很高，所以凈化空調(diào)消耗的能量很大，運行費用很高。

還拿上述兩個項目為例：

上海的超大規(guī)模集成電路前工序生產(chǎn)中心潔凈室面積10000 m2，其凈化送風量為6,400，000 m3／h，送風的風機耗電量為3840 kW，全年電費為1659萬元(每度電按0．6元計)，空調(diào)的熱濕處理耗電量為8000kW，全年電費為3456萬元。全年凈化空調(diào)的電費加在一起為5115萬元。折合每平方米面積一年的電費為5115元／m2．年。；而深圳的TFT基板生產(chǎn)線800 m2，光凈化空調(diào)系統(tǒng)全年耗電高達1060 kW(其中：風機耗電300 kW，空氣熱濕處理耗電760 kW)；全年電費高達460萬元，折合每平方米面積每年的電費為5750元／m2·年。

由此，我們可以得出，這樣高凈化級別的電子工廠的潔凈室為了保證室內(nèi)的溫、濕度和潔凈度，其凈化空調(diào)系統(tǒng)的能耗很高，其單位面積一年的電費就高達5000元／m2·年～6000元／m2·年�？梢妰艋照{(diào)的運行費用很高。因此，如何節(jié)能，如何省運行耗電也是我們的另一大課題。

5 電子工廠生產(chǎn)工藝對高級別潔凈室的適應(yīng)性和靈活性的要求非常強

集成電路等微電子的生產(chǎn)工藝發(fā)展規(guī)律告訴我們，每隔2～3年生產(chǎn)工藝發(fā)展就要上一個臺階，其芯片的集成度就要增加4倍，特征尺寸(線寬)就要縮小30％；而繼微電子之后的光電子生產(chǎn)工藝如薄膜液晶顯示器(TFT-LCD)發(fā)展速度比微電子還要快，一般規(guī)律是每隔1～2年就要更新一代。假如去年還是第五代TFT，明年可能就發(fā)展到第六代TFT。因此，為了適應(yīng)電子工業(yè)迅速發(fā)展的要求，為其服務(wù)的潔凈室必須具有極好的適應(yīng)性和靈活性。在潔凈室設(shè)計和建造的全過程中，自始至終都要考慮到如何給電子生產(chǎn)工藝的發(fā)展提供更加靈性生產(chǎn)環(huán)境。

6 電子工廠高級別潔凈室建造時要特別要強調(diào)安全性和可靠性

建造高級別潔凈室需要巨額的初投資，使用高級別潔凈室時還要付出昂貴的運行費用，其目的就是為了生產(chǎn)山高質(zhì)量、高可靠、高成品率的電子產(chǎn)品。為此，設(shè)計和建造潔凈室時要把高可靠性、高安傘性放在第一位。即要保證電子工業(yè)生產(chǎn)工藝所要求的溫度、濕度、潔凈度、風速、壓力、噪聲、照度以及靜電、微振等所有受控環(huán)境參數(shù)的可靠、穩(wěn)定。同時，更要從安全的角度上如：結(jié)構(gòu)的承重、防火、防爆、防毒方面確保人員的生命和財產(chǎn)的安全。要遵照“以人為本”的方針，把人員生命和財產(chǎn)的安傘作為潔凈室建造的頭等大事來抓。

7 電子工業(yè)中的微電子和光電子工藝的高科技產(chǎn)業(yè)，同時又是高投入、高能耗、高污染的產(chǎn)業(yè)，生產(chǎn)過程排放的廢水、廢氣都含有大量的酸、堿、有機、重金屬等有毒有害物質(zhì)，這些排放物對周圍環(huán)境會造成嚴重的污染。從環(huán)保的角度要對排放的廢水、廢氣和廢物要進行嚴格的治理，使之處理后都能達到國家和地方的環(huán)保指標才能排放。這也是潔凈室建造中非常重要的一件太事。

美藍潔凈科技認為電子工廠高級別的潔凈室的設(shè)計和建造一定要了解其建造的特點，解決其中的各個課題才能建造出高質(zhì)量、高安全、高可靠、省投資、省運用費．而且確保生產(chǎn)工藝要求的各種環(huán)境參數(shù)的潔凈室

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