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半导体净化车间湿度控制的技术难点有哪些
发布时间:2024-09-27 08:55:58 | 作者: 超级管理员 | 来源: 本站

在半导体净化车间中,湿度控制存在诸多技术难点。首先,半导体产品对静电极为敏感,而湿度控制与静电密切相关。通常情况下,相对湿度应保持在 50%左右,以确保空气中的离子能够有效地导走静电荷。但要精准地将湿度控制在这个范围内并非易事,需要采用加湿器、去湿机等设备进行调节,同时还需定期对湿度进行检测和记录,以便及时调整和控制。 此外,湿度控制还受到多种因素影响。半导体无尘车间的湿度主要来源于空气湿度、人员进出、设备散热等。在装修过程中,如果密封不严、通风不良,很容易导致湿度过高。例如,人员的活动会产生热量和水分,对车间的湿度造成影响。因此,定期对员工进行培训和指导,提高他们的工作素质和环保意识,以减少对车间环境的影响也非常重要。 在空调除湿系统中,冷却除湿和固体吸附剂除湿是主要手段。但在生产环境对湿度要求较高(RH=45±5%)的地方,采用冷却除湿就明显不经济。而采用转轮除湿机,虽不受空气露点影响且除湿量大,特别适用于低湿条件下,但如果全部除湿仅采用固态吸附原理的转轮除湿机进行,由于其再生耗能量也比较大,此种方案也不是最经济的。 同时,洁净室内温度和相对湿度是两个不同方向的控制量,要使温湿度同时向相同的趋势变化,单纯靠加热/冷却过程是不能实现的。冷却去湿过程是湿空气经冷却达到饱和后继续制冷的过程,湿空气经过冷却盘管结露析出水滴从而降低了绝对湿度,起到去湿的作用。目前半导体洁净室对温湿度的控制范围通常为:温度 22±2℃,湿度 45±5%RH,要达到这个目标,需要将空气处理过程分为加热、加湿、降温及降温去湿等四个过程,并根据不同的控制分区进行处理,这也增加了湿度控制的难度。 ### 半导体产品静电与湿度关系如何 在半导体生产过程中,静电对半导体产品的影响极大。当相对湿度较低时,静电荷容易积累,静电电场和静电电流会对高密度的半导体器件造成致命伤害。例如,相对湿度在 30%以下时,由于静电力的作用,粒子容易吸附于物体表面,静电会使半导体器件发生击穿。而当相对湿度超过 50%时,静电荷开始迅速消散。相对湿度在 35%到 40%之间可以作为一个令人满意的折中,半导体洁净室一般会使用额外的控制装置以限制静电荷的积累。所以,湿度对半导体产品静电的产生和消散起着关键作用,要找到一个既能有效控制静电又能满足半导体生产其他要求的湿度范围是一个难点。 ### 如何精准控制湿度在 50%左右 要精准控制半导体净化车间湿度在 50%左右并非易事。可以使用加湿器或蒸汽器,在室内空气过于干燥时增加空气中的湿度,将加湿器设置在适当的湿度并保持运行。定期通风,使室内外空气进行交流,有助于排出室内过多的湿气,从而控制湿度在合适范围内。在高湿度的情况下,可以使用除湿机来降低室内湿度,将除湿机设置在适合的湿度并保持运行,以吸收室内的多余湿气。控制水源,维持室内水源的适度,尽量避免水分堆积或泄漏。例如,使用抽湿设备、及时修复漏水问题、保持浴室和厨房的通风等。使用湿度计来监测室内湿度水平,可使用便携式湿度计或安装在墙壁上的固定式湿度计,以及时掌握室内湿度的变化情况。不同季节和地区的湿度水平会有所不同,因此要根据具体情况调整控制湿度的方法。另外,某些设备(如加湿器和除湿机)需要定期的维护和清洁,以确保其正常运行和有效控制湿度。对于半导体净化车间,还需要考虑人员活动、设备散热等因素对湿度的影响。例如,人员的活动会产生热量和水分,这些都会对车间的温湿度造成影响,所以要定期对员工进行培训和指导,提高他们的工作素质和环保意识,以减少对车间环境的影响。 ### 半导体无尘车间湿度来源有哪些 半导体无尘车间的湿度主要来源于多个方面。一是空气湿度,外界空气的湿度会直接影响到无尘车间内的湿度。二是人员进出,人员在进入车间时,可能会携带一定的水分,同时人体本身也会散发水分。三是设备散热,设备在运行过程中会产生热量,当车间内温度升高时,相对湿度会发生变化。在装修过程中,如果密封不严、通风不良,也很容易导致湿度过高。例如,门窗、墙体等部位密封不好,湿气就会从外部渗入。 ### 空调除湿系统如何应用于半导体车间 在空调除湿系统中,冷却除湿和固体吸附剂除湿是主要手段。冷却除湿在环境对湿度要求不是很高(RH ≯60 ~ 65%)的条件下,效果比较好,性能稳定且能耗也比较低,目前应用比较广泛。但在生产环境对湿度要求较高(RH = 45 ± 5%)的半导体车间,采用冷却除湿就明显不经济。采用转轮除湿机,将不受空气露点影响,且除湿量大,特别适用于低湿条件下,但如果全部除湿仅采用固态吸附原理的转轮除湿机进行,由于其再生耗能量也比较大,此种方案也不是经济的。所以,将转轮除湿和冷却除湿优化组合,各取所长,互补所短,会更好地发挥其效能。例如,在半导体洁净厂房中,通常采用外置空调箱+风机过滤机组+干冷盘管的 HVAC 系统。室外空调箱 MAU 向回风输送洁净度、温度和湿度恒定的新风,与循环回风混合后,进入洁净室顶棚顶部,通过风机过滤单元 FFU,然后进入洁净室生产区,基本满足洁净室温度要求。空气处理过程可分为加热、加湿、降温、冷却和除湿四个过程,根据目标条件,绝对湿度和目标温度线可分为四个控制区,为了达到目标温湿度控制点,相应的温湿度控制区处理工艺会在不同区域采取不同的措施。 ### 半导体洁净室温湿度如何控制 半导体洁净室温湿度控制对于保证生产环境的稳定性和产品质量至关重要。首先,要控制半导体洁净室空气的温湿度,室内温度控制在 22℃~25℃,湿度控制在 50%~60%较为合适,不仅满足人体舒适度且又不利于室内微生物的生存。强化卫生清洁管理,半导体洁净间的壁柜表面及地面应每天用消毒液各擦拭 1 次,每周进行彻底清扫 1 次,每月再进行卫生大扫 1 次,使用的清洁工具不宜用掉纤维的织物材料制作。对空气灰尘粒子数、噪音、温湿度进行检测 1 次。中效、高效过滤网的更换根据空气尘埃粒子计数器测试结果,一般每 1 - 2 年更换 1 次。每次操作完后用紫外线照射消毒 30min。其次,设置严格的工作流程,明确区分洁污区域。控制清洁质量,净化空调系统初次使用必须连续运行 24h,空气洁净度合格方可使用。每次进入前 30min 打开洁净空调系统,使空调系统连续运行,尽量排尽污染的尘粒,保证空气质量。定期专人检测空调系统运行情况,做好维护保养工作。每日操作前后用 1∶100 的 84 消毒液去除门、窗、地面等灰尘。 半导体净化车间湿度控制存在诸多技术难点。首先,要在满足半导体生产工艺对温湿度严格要求的同时,还要考虑人员活动、设备散热等因素对湿度的影响,精准控制湿度在合适的范围难度较大。其次,不同的除湿方式各有优缺点,需要根据实际情况进行优化组合,以达到最佳的除湿效果和经济效益。此外,湿度与静电的关系密切,要找到一个既能有效控制静电又能满足生产要求的湿度范围,需要进行精细的调控和管理。总之,半导体净化车间湿度控制需要综合考虑各种因素,采用多种技术手段,进行精细的管理和维护,才能确保生产环境的稳定性和产品质量。


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