Домой >

Последний корпоративный кейс о Guangzhou Cleanroom Construction Co., Ltd. Сертификации

Технологии управления системой MAU + FFU + DCC в чистых помещениях

2024-12-12

В высокопроизводительных отраслях, таких как полупроводниковое производство, биомедицина и точная электроника,контроль параметров окружающей среды в чистых помещениях напрямую влияет на качество продукции и надежность результатов научных исследованийСистема MAU (Make-up Air Unit) + FFU (Fan Filter Unit) + DCC (Dry Coil Unit), как основное решение для очистки воздуха в чистых помещениях,стал ключевой поддержкой для достижения строгих экологически чистых условий из-за его гибких и эффективных характеристик управленияВ этой статье мы рассмотрим основные технологии управления этой системой и покажем, как она создает стабильное и точное чистое пространство с помощью многомерных совместных операций.
I. Обзор системы MAU + FFU + DCC
Система MAU + FFU + DCC представляет собой интегрированную систему очистки и циркуляции воздуха, в которой каждый компонент выполняет свои специфические функции, одновременно беспрепятственно сотрудничая:
МОУотвечает за предварительную обработку свежего воздуха, включая регулирование температуры и влажности, первичную фильтрацию и подачу свежего воздуха;
ФФУ,как ядро очистки конечной стадии, обеспечивает контроль частиц в чистых зонах посредством высокоэффективной фильтрации и направленного подачи воздуха;
DCCточно регулирует чувствительные тепловые нагрузки внутри помещений для поддержания равномерности температурного поля.
This architecture of "fresh air preprocessing + end-stage purification + sensible heat fine-tuning" not only meets the cleanroom's demand for fresh air but also achieves refined management of environmental parameters through hierarchical control, предлагая лучшую энергоэффективность и гибкость по сравнению с традиционными централизованными системами кондиционирования воздуха.

II. Ключевые точки управления системой
(I) Контроль температуры: точное регулирование посредством многомодульного сотрудничества
Температурные колебания являются критическим фактором, влияющим на точное изготовление, например, в процессах полупроводниковой литографии разница температуры равна 0.1°C может вызвать отклонения в передаче шаблона чипаСистема MAU + FFU + DCC достигает точности контроля температуры на микроуровне с помощью трех уровней совместного контроля:
Базовое регулирование температуры с помощью МАУ:Принимает адаптивный алгоритм PID для динамической корректировки потока воды или потока хладагента нагревательных/охлаждающих катушек на основе обратной связи температуры в чистом помещении в режиме реального времени;стабилизация температуры свежего воздуха в пределах установленного диапазона (обычно с точностью ±0.5°С);
Косвенное регулирование ФФУ:Несмотря на то, что он не напрямую участвует в контроле температуры, распределение объема воздуха влияет на организацию воздушного потока в помещении.Оптимизируя планировку FFU (например, матричное однородное расположение) и настройки скорости ветра (обычно 00,3-0,5 м/с), локальные температурные градиенты могут быть уменьшены;
Разумная тепловая компенсация DCC:Нацеленность на локальные источники тепла, генерируемые при работе оборудования (такие как литографические машины и биореакторы), замещение чувствительной тепловой нагрузки в реальном времени достигается путем регулирования потока охлажденной воды,обеспечение того, чтобы ошибка равномерности температуры в чистых зонах была ≤±0.2°C.
Случай применения:В литографической мастерской 12-дюймового завода по производству вафли с помощью управления связью MAU и DCC колебания температуры строго ограничиваются в пределах ± 0,1 °C, улучшая производительность чипа примерно на 3%.
(II) Контроль влажности: сбалансирование антиконденсации и стабильности процесса
Высокая влажность может вызвать коррозию оборудования, в то время как низкая влажность может привести к статическому электричеству.
Основная функция регулировки МОУ:Интегрирует модули увлажнения пара/электродов и модули конденсации/ротационной обезвоживания, автоматически переключающие режимы на основе влажности в реальном времени (с точностью ± 2% RH).в фармацевтических цехах сушки на заморозке, влажность должна быть стабилизирована на 30-40% RH, чтобы предотвратить поглощение влаги препарата;
Распределение вспомогательной униформы по ФФУ:Устраняет местные районы с высокой влажностью через циркуляцию воздуха, особенно в угловых районах чистых помещений, чтобы избежать роста микробов, вызванного неравномерной влажностью;
Логика управления связью:Когда МАУ обнаруживает, что влажность отклоняется от установленного значения, он сначала регулирует влажность свежего воздуха,и DCC будут сотрудничать для снижения температуры поверхности катушки (должна быть на 1-2 °C выше точки росы, чтобы предотвратить конденсацию), образуя замкнутый цикл управления.
(III) Управление чистотой: полная фильтрация процесса от источника до конца
Чистота является основным показателем чистых помещений, который должен быть достигнут посредством иерархической фильтрации и организации воздушного потока:
Предварительная обработка МАУ:Использует фильтры средней эффективности G4 и F8 для перехвата частиц PM10 и выше в свежем воздухе, уменьшая нагрузку на конечную стадию фильтрации;
Очистка в конечном этапе с помощью FFU:Оборудованы фильтрами HEPA (эффективность фильтрации ≥99,97% для частиц 0,3μm) или ULPA (эффективность фильтрации ≥99,999% для частиц 0,12μm),обеспечение того, чтобы воздух, подаваемый в чистые зоны, соответствовал стандартам ISO класса 5 (класса 100) или более высоким;
Оптимизация организации воздушного потока:Формирует вертикальный однонаправленный поток через однородное расположение ФФУ (уровень покрытия обычно 60-100%), "выдавливая" загрязняющие вещества из чистых зон,и сотрудничает с дизайном выхода воздуха для возвращения, чтобы достичь "эффекта поршня" и избежать мертвых зон воздушного потока.
Ссылка на данные: в чистых помещениях для электронных микросхем, когда скорость ветра FFU стабилизируется на 0,45 м/с, количество частиц ≥ 0.5μm в каждом кубическом футе воздуха может контролироваться ниже 35 (соответствие стандартам класса 5 ISO).
IV) Контроль давления: критический барьер против перекрестного заражения
Градиент давления является основой для поддержания "однонаправленного потока" между чистыми зонами и внешним пространством, а также между зонами с различными уровнями чистоты:
Корректировка объема свежего воздуха с помощью MAU:Мониторинг в реальном времени разницы давления между чистыми и нечистыми зонами (обычно 10-30Pa) с помощью датчиков дифференциального давления.и динамическое регулирование объема свежего воздуха в соединении с вентиляторами с переменной частотой для обеспечения положительного давления (предотвращение проникновения внешнего загрязнения);
Дизайн иерархического давления:A pressure difference of 5-10Pa needs to be set between areas with different cleanliness levels (such as ISO Class 5 and ISO Class 7) to avoid air from low-cleanliness areas entering high-cleanliness areas;
Механизм аварийной защиты:Когда разница давления ниже установленного порога, система автоматически запускает звуковую и визуальную сигнализацию и запускает резервный вентилятор для поддержания давления.предотвращение прерывания производства.
III. Глубокое применение интеллектуальных технологий управления
Традиционное управление чистыми помещениями основывается на ручной проверке и ручной регулировке, что трудно справиться с динамическими изменениями нагрузки.Система MAU + FFU + DCC достигает "беспилотного" точного управления с помощью интеллектуального обновления:
Централизованная платформа мониторинга:Основанные на системах PLC или DCS, интегрирующие более 30 параметров, таких как температура и влажность MAU, рабочее состояние FFU и поток воды DCC в интерфейс HMI,поддержка визуализации данных в режиме реального времени и запроса исторической кривой;
Алгоритм адаптивной настройки:При обнаружении запуска или остановки производственного оборудования (например, внезапного повышения тепловой нагрузки, вызванного запуском полупроводниковых резьбовых машин),Система может автоматически регулировать поток катушки MAU и выход DCC в течение 10 секунд для поддержания стабильности параметров;
Прогнозное обслуживание:Анализируя такие данные, как ток вентилятора FFU и дифференциальное давление фильтра, обеспечивается раннее предупреждение о сбоях оборудования (таких как блокировка фильтра и старение двигателя), чтобы избежать внезапного отключения;
Оптимизация энергопотребления:Принятие алгоритмов искусственного интеллекта для динамического сопоставления объема свежего воздуха с внутренней нагрузкой, экономия 20-30% энергии по сравнению с традиционными системами,который особенно подходит для длительной эксплуатации больших чистых помещений.
IV. Ввод в эксплуатацию и оптимизация системы: ключевой шаг от квалификации к совершенству
Высококачественная система MAU + FFU + DCC требует строгих процедур ввода в эксплуатацию для достижения оптимальной производительности:
Ввод в эксплуатацию одной машины
МОУ:диапазон преобразования частоты испытательного вентилятора (обычно 30-100 Гц), начальное сопротивление фильтра (должно быть ≤ 10% от проектного значения) и скорость ответа на регулировку температуры и влажности;
ФФУ:Проверять каждую установку на предмет однородности скорости ветра (отклонение ≤±10%), целостности фильтра (через сканирование обнаружения утечки) и уровня шума (должен быть ≤65 дБ);
ДЦК:Проверить точность регулирования потока воды (± 5%) и эффективность теплообмена катушки.
Ввод в эксплуатацию соединения
Симулировать экстремальные условия работы (например, высокая температура и высокая влажность в летний период, работа оборудования при полной нагрузке) для проверки и регулирования эффектов системы управления температурой,влажность, чистота и давление;
Использовать точное оборудование, такое как счетчики частиц (минимальный размер обнаруживаемой частицы 0.1μm) и регистраторы данных температуры и влажности (интервал отбора проб 10s) для записи данных из более чем 50 точек мониторинга в чистой комнате;
Оптимизировать параметры PID (такие как пропорциональный коэффициент Kp, интегральное время Ti) и корректировать объем воздуха и параметры потока воды MAU, FFU и DCC, чтобы обеспечить превышение температурного регулирования ≤0.3°C и время восстановления влажности ≤5 мин..
Постоянная оптимизация
Создать модель потребления энергии на основе эксплуатационных данных, динамически регулируя количество действующих ФСУ (20-30% могут быть отключены при условии неполной нагрузки);
Регулярно меняйте фильтры (первичные фильтры каждые 1-3 месяца, фильтры средней эффективности каждые 6-12 месяцев, фильтры высокой эффективности каждые 2-3 года), чтобы поддерживать стабильное сопротивление системы.
Заключение: Технологии, способствующие чистому производству
Технология управления системы MAU + FFU + DCC является основной поддержкой для современных чистых помещений для перехода от "операции соответствия" к "легкому управлению".С помощью многомерного совместного контроля температуры, влажность, чистота и давление, в сочетании с углубленным использованием интеллектуальных технологий,система может обеспечить стабильную и надежную чистую среду для высокопроизводительной и научно-исследовательской деятельности.
Как поставщик услуг, специализирующийся на технологиях чистых помещений, мы всегда стремимся к "точности параметров, энергоэффективности и управленческой интеллекту",предоставление клиентам комплексных технологических решений от проектирования системы и выбора оборудования до ввода в эксплуатацию и оптимизацииЕсли вы столкнетесь с техническими трудностями или нуждаетесь в контроле окружающей среды в чистой комнате,Пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам, мы будем использовать наш профессиональный опыт, чтобы помочь вашей производственной и научно-исследовательской деятельности достичь новых высот.