過濾器的選擇與組合:空氣過濾器是空氣凈化系統的核心部件,不同類型的過濾器在過濾效率和功能上各有側重,通過合理的選擇與組合,能夠高效地過濾空氣中的微粒和污染物,為電子凈化車間提供清潔的空氣環境。初效過濾器通常作為空氣過濾的第一道防線,主要用于攔截空氣中較大粒徑的塵埃顆粒,如 5 微米以上的灰塵、毛發、纖維等。它的過濾效率相對較低,但具有較大的容塵量和較長的使用壽命,能夠有效地保護后續的過濾器,延長整個過濾系統的維護周期,降低運行成本 。中效過濾器則進一步去除空氣中中等粒徑的顆粒,一般能過濾掉 1 - 5 微米的微粒,它在整個過濾系統中起到承上啟下的作用,既能進一步凈化空氣,又能防止大顆粒污染物對高效過濾器造成堵塞,從而保護高效過濾器,提高其使用壽命。高效過濾器是確保車間達到高潔凈度的關鍵設備,能夠過濾掉 0.3 微米以上的微小顆粒,包括細菌、病毒等微生物,其過濾效率高達 99.97% 以上。在電子凈化車間中,根據不同的潔凈度等級要求,通常采用初效、中效和高效過濾器三級組合的方式。對于一般的電子生產區域,如萬級潔凈車間,這種三級過濾組合能夠有效地滿足空氣凈化需求;而對于潔凈度要求極高的區域,如芯片制造的光刻車間,可能還需要增加超高效過濾器(ULPA),以進一步去除 0.1 微米以上的超微顆粒,確保生產環境的超高潔凈度 。在選擇過濾器時,還需要考慮其阻力特性、容塵量、使用壽命以及與整個空氣凈化系統的兼容性等因素,以實現最佳的過濾效果和經濟效益。
新風處理與回風系統:新風引入和回風處理是維持電子凈化車間室內空氣新鮮度和潔凈度的重要環節,兩者相輔相成,共同保障車間內良好的空氣品質。新風處理系統負責將室外的新鮮空氣引入車間,并對其進行一系列的預處理,以滿足車間內的空氣需求。在引入新風時,首先要對新風進行過濾,去除其中的塵埃、花粉、微生物等污染物,通常會經過初效和中效過濾器的過濾。然后,根據車間內的溫濕度要求,對新風進行加熱、冷卻、加濕或除濕等處理,使新風的溫濕度達到適宜的范圍 。對于一些對空氣質量要求極高的電子生產車間,還可能需要對新風進行化學過濾,去除其中的有害氣體和異味,如酸性氣體、堿性氣體、揮發性有機化合物(VOCs)等。回風系統則是將車間內已經使用過的部分空氣進行回收處理后再次送回車間循環使用。回風系統的存在不僅能夠節約能源,減少空調系統的負荷,還能有效地維持車間內的氣流平衡和潔凈度。在回風過程中,回風首先會經過過濾器的過濾,去除其中攜帶的塵埃顆粒和污染物,然后與新風按照一定的比例混合,再進入空調機組進行處理,最后送回車間。通過合理控制新風和回風的比例,可以確保車間內的空氣始終保持新鮮和潔凈,同時滿足節能和環保的要求。例如,在一般的電子凈化車間中,新風與回風的比例通常控制在 10% - 30% 之間,具體比例會根據車間的生產工藝、人員密度以及室內外空氣質量等因素進行調整。
高效送風口與氣流分布設計:送風口的布局和氣流組織設計是實現電子凈化車間內均勻、穩定氣流分布的關鍵,對于保證車間的潔凈度和生產環境的穩定性起著至關重要的作用。高效送風口作為空氣送入車間的終端裝置,其性能和布局直接影響著氣流的分布效果。高效送風口通常采用擴散板、調節閥等部件,能夠使空氣均勻地擴散到車間內,避免出現氣流短路和死角。在選擇高效送風口時,需要考慮其送風量、送風速度、擴散角度等參數,根據車間的面積、高度、設備布局以及潔凈度要求等因素進行合理選型和布置。例如,在面積較大、設備較多的車間中,可能需要采用多個送風口進行均勻布置,以確保整個車間內的氣流分布均勻;而對于潔凈度要求極高的局部區域,如芯片制造的關鍵工序區域,則可以采用專用的高效送風口,如層流送風口,以提供穩定的單向流氣流,有效防止污染物的侵入 。氣流分布設計是一個復雜的過程,需要綜合考慮車間的建筑結構、設備布局、人員活動等多方面因素。常見的氣流組織形式有單向流、非單向流(紊流)和混合流等。單向流又可分為垂直單向流和水平單向流,垂直單向流通常是空氣從天花板上的高效過濾器垂直向下吹出,以均勻的速度流經工作區域,將工作區域內產生的污染物迅速帶離,并通過地板下的回風口排出車間,這種氣流形式適用于對潔凈度要求極高的生產環節,如芯片制造的光刻工序;水平單向流則是空氣從車間一側的過濾器水平吹出,沿著水平方向流過工作區域,將污染物推向另一側的排風口排出,它適用于一些對氣流方向有特定要求的工藝 。非單向流(紊流)氣流組織形式則是通過送風口和回風口的合理布置,使空氣在車間內形成不規則的流動,這種氣流形式相對較為簡單,適用于對潔凈度要求相對較低的電子生產區域,如一般電子元器件的組裝車間 。在實際設計中,還可以通過數值模擬等手段對氣流分布進行優化,確保氣流能夠有效地覆蓋整個工作區域,將污染物及時排出車間,從而保證車間內的潔凈度和生產環境的穩定性。
空調機組的選型與配置:空調機組是電子凈化車間溫濕度控制系統的核心設備,其選型與配置是否合理直接關系到車間內溫濕度的調節效果和生產工藝的穩定性。在選擇空調機組時,首先要根據車間的面積、高度、設備發熱量、人員數量以及當地的氣候條件等因素,準確計算車間的冷負荷和熱負荷,從而確定空調機組的制冷量和制熱量。例如,對于一個面積為 1000 平方米、高度為 4 米的電子生產車間,若設備發熱量較大,人員密度較高,且當地夏季氣溫較高,經過詳細計算,其冷負荷可能達到 500kW 左右,那么就需要選擇一臺制冷量不低于 500kW 的空調機組 。除了制冷量和制熱量,還需要考慮空調機組的溫濕度調節精度。電子生產對溫濕度的要求通常較為嚴格,一般要求溫度控制精度在 ±1℃以內,相對濕度控制精度在 ±5% 以內。因此,應選擇具備高精度溫濕度傳感器和先進控制算法的空調機組,能夠實現對溫濕度的精準調節。此外,為了確保空調機組的可靠性和穩定性,還可以采用冗余設計,配置備用機組或備用部件,當主機組出現故障時,備用機組能夠及時投入運行,保證車間內溫濕度的穩定,避免對生產造成影響。
溫濕度傳感器與控制系統:溫濕度傳感器和控制系統是實現電子凈化車間溫濕度自動、精確調控的關鍵組成部分,它們相互配合,實時監測和調節車間內的溫濕度,為電子生產提供穩定的環境條件。溫濕度傳感器作為感知車間內溫濕度變化的 “觸角”,其安裝位置和精度對溫濕度控制起著至關重要的作用。通常,在車間內會均勻分布多個溫濕度傳感器,以確保能夠全面、準確地監測車間不同區域的溫濕度情況。例如,在設備密集的區域、人員活動頻繁的區域以及靠近外墻、窗戶等容易受外界環境影響的區域,都會設置傳感器。這些傳感器能夠實時采集溫濕度數據,并將數據傳輸給控制系統 。控制系統接收到溫濕度傳感器傳來的數據后,會根據預設的溫濕度參數進行分析和判斷。如果檢測到溫濕度偏離了設定值,控制系統會立即發出指令,調節空調機組的運行狀態,如調整制冷量、制熱量、送風量、加濕量或除濕量等,以將溫濕度恢復到設定范圍內。現代的溫濕度控制系統通常采用先進的自動化控制技術,如可編程邏輯控制器(PLC)、分布式控制系統(DCS)等,這些系統具有強大的數據處理能力和控制功能,能夠實現對溫濕度的精確控制和遠程監控。操作人員可以通過監控界面實時查看車間內的溫濕度數據、設備運行狀態等信息,并根據實際情況進行參數調整和設備操作,大大提高了溫濕度控制的效率和可靠性 。
節能措施與運行優化:在電子凈化車間的溫濕度控制過程中,采取有效的節能措施和運行優化策略不僅可以降低能源消耗,減少生產成本,還符合可持續發展的理念。合理設置溫濕度參數是節能的重要環節。根據電子生產工藝的實際需求,在保證產品質量和生產效率的前提下,適當放寬溫濕度的控制范圍。例如,將溫度控制范圍從 22℃ - 24℃調整為 22℃ - 25℃,相對濕度控制范圍從 45% - 55% 調整為 40% - 60%,這樣在一定程度上可以減少空調機組的運行時間和能耗 。優化設備運行時間也是節能的有效手段。根據車間的生產計劃和人員排班情況,合理安排空調機組等設備的開啟和關閉時間。例如,在非生產時間或人員較少的時間段,可以適當降低設備的運行負荷或關閉部分設備,避免設備的空轉和浪費。同時,利用智能控制系統實現設備的自動啟停和節能運行模式切換,進一步提高能源利用效率 。此外,還可以通過加強車間的保溫隔熱措施,減少熱量的傳遞和散失,降低空調系統的負荷。例如,在車間的墻體、屋頂和地面采用保溫性能良好的材料,如聚苯乙烯泡沫板、聚氨酯泡沫板等;在門窗處安裝密封膠條,提高門窗的密封性,減少冷空氣或熱空氣的滲透。
防靜電地面與墻面材料:在電子凈化車間中,選擇合適的防靜電地面與墻面材料是靜電防護的基礎措施,這些材料能夠有效導除靜電,防止靜電在地面和墻面積累,從而減少靜電對電子設備的危害。防靜電地面材料的選擇至關重要。常見的防靜電地面材料有環氧自流平防靜電地坪、PVC 防靜電地板、防靜電橡膠地板等。環氧自流平防靜電地坪具有良好的防靜電性能、耐磨性、耐腐蝕性和美觀性,它通過在環氧樹脂中添加導電材料,如碳黑、金屬粉末等,使地坪表面形成導電網絡,能夠迅速將靜電導入大地。這種地坪適用于對潔凈度和防靜電要求較高的電子生產區域,如芯片制造車間、精密電子儀器組裝車間等 。PVC 防靜電地板則具有重量輕、安裝方便、價格相對較低等優點,它通過在 PVC 材料中添加抗靜電劑,使其表面電阻達到防靜電的要求。這種地板常用于一般的電子生產車間、實驗室等場所 。防靜電橡膠地板具有優異的彈性和防滑性能,同時具備良好的防靜電效果,它通常由天然橡膠或合成橡膠與導電材料混合制成,適用于一些對地面防滑和防靜電要求都較高的區域,如電子設備的測試區域。防靜電墻面材料同樣不容忽視。常用的防靜電墻面材料有防靜電彩鋼板、防靜電鋁板、防靜電墻面漆等。防靜電彩鋼板是在彩鋼板的表面涂覆防靜電涂層,使其具有防靜電性能,同時彩鋼板還具有強度高、防火、隔音等優點,廣泛應用于電子凈化車間的墻面裝修 。防靜電鋁板則具有良好的導電性和耐腐蝕性,表面經過特殊處理后,能夠有效防止靜電積累,常用于對防靜電和耐腐蝕要求較高的區域 。防靜電墻面漆是一種功能性涂料,通過在漆中添加導電材料,涂刷在墻面上形成防靜電涂層,具有施工方便、成本較低等特點,適用于一些對墻面裝修要求相對簡單的電子生產場所。
靜電消除設備的安裝與使用:離子風機、靜電手環等靜電消除設備是電子凈化車間中及時消除人體和設備上靜電的重要工具,了解它們的工作原理和正確使用方法對于有效預防靜電危害至關重要。離子風機是一種常用的靜電消除設備,其工作原理是通過電離空氣產生正負離子,當帶有靜電的物體表面靠近離子風機時,離子風機產生的正負離子會與物體表面的靜電電荷中和,從而達到消除靜電的目的。離子風機通常安裝在電子設備的操作區域、物料傳送帶上以及人員活動頻繁的區域等,能夠及時消除這些區域產生的靜電 。在使用離子風機時,需要注意其安裝位置和工作距離。離子風機應安裝在離靜電產生源較近的位置,以確保能夠及時有效地消除靜電,但同時也要避免離操作人員過近,以免產生不適。其工作距離一般根據設備的型號和性能而定,通常在 0.5 - 3 米之間,操作人員應根據實際情況進行調整 。靜電手環是操作人員佩戴在手腕上的一種防靜電裝置,它通過一根導線將人體與大地連接,使人體產生的靜電能夠及時導除到大地,從而避免靜電對電子設備造成損害。靜電手環的工作原理基于人體靜電的傳導,當人體活動產生靜電時,靜電會通過靜電手環的金屬片和導線傳輸到大地,保持人體與大地之間的等電位 。在使用靜電手環時,操作人員必須確保手環與皮膚緊密接觸,并且導線連接良好,接地可靠。同時,應定期檢查靜電手環的電阻值,確保其在正常工作范圍內,一般要求靜電手環的電阻值在 1MΩ 左右 。
人員靜電防護措施:人員是電子凈化車間中靜電產生的主要源頭之一,因此強調人員著裝和操作規范對靜電防護具有重要意義,能夠有效減少人為因素導致的靜電危害。在人員著裝方面,電子凈化車間的工作人員應穿著專門的防靜電工作服、防靜電鞋和防靜電手套。防靜電工作服通常采用含有導電纖維的面料制成,這些導電纖維能夠將人體產生的靜電迅速傳導出去,避免靜電在服裝表面積累。防靜電鞋則通過鞋底的導電材料將人體與地面連接,使人體靜電能夠導入大地,其鞋底的電阻值一般控制在 105 - 108Ω 之間,既保證了良好的防靜電性能,又能滿足安全要求 。防靜電手套能夠防止操作人員在接觸電子元件時,手上的靜電對元件造成損害,常用于對靜電敏感的電子元器件的裝配和測試工作 。除了著裝要求,規范人員的操作行為也是靜電防護的關鍵。操作人員在進入凈化車間前,應先通過風淋室,去除身上的塵埃和靜電;在操作過程中,應避免快速走動、大幅度動作等容易產生靜電的行為;在接觸電子設備和元件之前,應先觸摸靜電消除器或接地金屬物體,釋放身上的靜電;在搬運和傳遞電子物料時,應使用防靜電容器和工具,避免物料與普通容器或工具摩擦產生靜電 。同時,加強對員工的靜電防護知識培訓,提高員工的靜電防護意識,使其充分認識到靜電危害的嚴重性,掌握正確的防靜電操作方法,也是確保靜電防護措施有效實施的重要保障。
結構設計要點:電子凈化車間的結構設計需要充分考慮車間的承重、密封性和防火性能等關鍵因素,這些因素直接關系到車間的安全可靠性和生產環境的穩定性,是打造高質量電子凈化車間的重要基礎。承重能力是結構設計的首要考慮因素之一。電子凈化車間內通常會安裝大量的生產設備、通風空調設備以及其他輔助設施,這些設備的重量較大,因此車間的建筑結構必須具備足夠的承重能力,以確保設備的安全安裝和穩定運行。在設計過程中,需要根據設備的重量、分布情況以及未來可能的設備升級和增加等因素,合理計算和設計建筑的梁、柱、樓板等承重構件的尺寸和強度,采用合適的建筑材料,如高強度的鋼筋混凝土或鋼結構等 。密封性對于維持電子凈化車間的潔凈度至關重要。車間的墻體、屋頂、門窗等部位都需要具備良好的密封性能,防止外界的塵埃、微生物、有害氣體等污染物進入車間,同時也避免車間內的潔凈空氣泄漏。在設計時,應采用密封性能好的建筑材料和構造方式,如墻體采用密封膠密封的夾心彩鋼板,屋頂采用防水、密封性能良好的屋面材料,門窗采用密封膠條和密封墊進行密封,確保車間的整體密封性 。防火性能是電子凈化車間結構設計中不可忽視的重要因素。由于電子生產過程中可能會使用到易燃、易爆的化學材料,且車間內電氣設備較多,存在一定的火災風險,因此車間的建筑結構必須具備良好的防火性能,以保障人員和設備的安全。在設計中,應采用防火等級高的建筑材料,如防火巖棉夾心板、防火玻璃等;合理劃分防火分區,設置防火墻、防火門等防火分隔設施;配備完善的消防設施,如火災報警系統、自動噴水滅火系統、滅火器等,并確保消防通道暢通無阻 。
裝修材料選擇:電子凈化車間的裝修材料需要滿足耐腐蝕、易清潔、防靜電等特殊要求,這些特性能夠有效保證車間的潔凈度和生產環境的穩定性,為電子產品的高質量生產提供有力支持。耐腐蝕性能是裝修材料的重要特性之一。在電子生產過程中,可能會使用到各種化學試劑和腐蝕性氣體,這些物質可能會對裝修材料造成腐蝕,影響材料的性能和使用壽命,甚至導致污染物的釋放,影響車間的潔凈度。因此,應選擇具有良好耐腐蝕性能的裝修材料,如不銹鋼板、耐腐蝕的塑料板材、耐酸堿的涂料等。不銹鋼板具有強度高、耐腐蝕、易清潔等優點,常用于車間的墻面、地面和設備防護等部位;耐腐蝕的塑料板材,如 PVC 板、PP 板等,具有重量輕、成本低、耐腐蝕等特點,可用于制作工作臺面、設備外殼等 。易清潔性是電子凈化車間裝修材料的另一個關鍵要求。車間內需要保持高度的潔凈度,因此裝修材料應表面光滑、無孔隙,不易積塵和滋生微生物,便于清潔和消毒。常見的易清潔裝修材料有環氧自流平地面、光滑的墻面涂料、鋁板吊頂等。環氧自流平地面具有平整光滑、無縫隙、易清潔、耐磨等優點,是電子凈化車間常用的地面裝修材料;光滑的墻面涂料能夠有效防止灰塵附著,便于擦拭和清潔;鋁板吊頂具有表面平整、耐腐蝕、易拆卸清洗等特點,常用于車間的天花板裝修
電子凈化車間作為電子產業的核心生產空間,其工程解決方案涵蓋了空氣凈化、溫濕度控制、靜電防護、建筑結構與裝修以及施工運維管理等多個關鍵方面。這些方面相互關聯、相互影響,共同構建起一個滿足電子生產嚴格環境要求的空間體系。通過精心設計和選擇高效的空氣凈化系統,能夠有效去除空氣中的微粒和污染物,確保車間達到所需的潔凈度等級;精準可靠的溫濕度控制系統為電子元件的生產和性能發揮提供了穩定的環境條件;全面有效的靜電防護系統消除了靜電對電子設備的潛在威脅;合理堅固的建筑結構與符合特殊要求的裝修材料打造了一個安全、潔凈的生產空間;而科學規范的施工過程管理和細致入微的日常運維管理則保障了電子凈化車間的長期穩定運行,確保其始終處于最佳工作狀態,為電子產品的高質量生產奠定了堅實基礎 。