Em indústrias de alta tecnologia como fabricação de semicondutores, biomedicina e eletrônica de precisão, o controle ambiental em salas limpas impacta diretamente a qualidade do produto, o rendimento da produção e a confiabilidade da pesquisa.

A arquitetura MAU (Unidade de Ar de Reposição) + FFU (Unidade de Filtro de Ventoinha) + DCC (Unidade de Bobina Seca) tornou-se a principal solução de purificação para salas limpas modernas. Com uma regulação ambiental altamente flexível e eficiente, este sistema permite um controle rigoroso da temperatura, umidade, limpeza e pressão—parâmetros essenciais para salas limpas de classe mundial.

Este artigo explica sistematicamente as principais tecnologias de controle por trás do sistema MAU + FFU + DCC e como a coordenação multidimensional garante um ambiente limpo estável, preciso e eficiente em termos de energia.

I. Visão Geral do Sistema: Como MAU + FFU + DCC Trabalham Juntos

O sistema MAU + FFU + DCC é um sistema hierárquico de tratamento e circulação de ar, onde cada módulo desempenha funções especializadas:

MAU — Pré-processamento de Ar Fresco

• Condicionamento de temperatura e umidade

• Filtração primária e de média eficiência

• Fornecimento estável de ar fresco tratado

FFU — Filtração de Alta Eficiência em Estágio Final

• Filtração HEPA/ULPA do ar de suprimento

• Entrega de fluxo de ar unidirecional

• Garante limpeza ISO Classe 5–Classe 1

DCC — Regulação Precisa de Calor Sensível

• Ajuste fino da temperatura local

• Compensação do calor gerado pelo equipamento

• Garante uma distribuição uniforme da temperatura

Esta arquitetura “Pré-processamento (MAU) → Purificação (FFU) → Controle Fino (DCC)” permite o gerenciamento refinado dos parâmetros ambientais, oferecendo maior eficiência, flexibilidade e economia de energia em comparação com os sistemas centralizados tradicionais.

II. Principais Tecnologias de Controle do Sistema

1. Controle de Temperatura: Alcançando Precisão Sub-grau

A variação de temperatura é um dos riscos mais críticos na fabricação de precisão. Por exemplo, na litografia de semicondutores, mesmo uma desvio de 0,1°C afeta o alinhamento do padrão.

O sistema MAU + FFU + DCC atinge o controle de temperatura de precisão multinível:

(1) MAU: Regulação Primária de Temperatura Usando PID Adaptativo

• Controla a saída da bobina de aquecimento/resfriamento

• Estabiliza a temperatura do ar fresco em ±0,5°C

• Responde dinamicamente às flutuações de carga

(2) FFU: Distribuição do Fluxo de Ar para Reduzir Gradientes Térmicos

FFUs afetam indiretamente a temperatura otimizando a organização do fluxo de ar:

• Layout de matriz uniforme

• Velocidade facial típica: 0,3–0,5 m/s

• Minimiza a estratificação local e a deriva térmica

(3) DCC: Compensação de Calor Sensível em Tempo Real

Alvo de calor gerado por:

• Máquinas de litografia

• Biorreatores

• Equipamentos de gravação

DCC ajusta finamente o fluxo de água gelada para garantir:

• Erro de uniformidade da temperatura ambiente ≤ ±0,2°C

Caso Real
Uma fábrica de semicondutores de 12 polegadas alcançou ±0,1°C estabilidade de temperatura, melhorando o rendimento da litografia em ~3% após a implementação do controle coordenado MAU–DCC.

2. Controle de Umidade: Equilibrando a Estabilidade do Produto e a Proteção do Equipamento

A umidade afeta:

• Corrosão de instrumentos de precisão

• Eletricidade estática em ambientes secos

• Crescimento microbiano

• Processos biológicos e farmacêuticos sensíveis

(1) MAU: Ajuste Principal

Equipado com:

• Umidificadores a vapor/eletrodo

• Desumidificadores por condensação ou rotativos

A precisão da umidade atinge ±2%URcontrole ambiental enxuto e inteligente

2. Algoritmos de Controle Adaptativos
A umidade da oficina de liofilização deve permanecer em 30–40%UR para evitar a absorção de umidade.

(2) FFU: Distribuição Auxiliar

Melhora a uniformidade da umidade eliminando:

• Cantos mortos

• Zonas de ar estagnado

• Áreas locais de alta umidade

(3) Lógica de Ligação MAU + DCC

• MAU regula a umidade

• DCC reduz a temperatura da superfície da bobina quando necessário

• A temperatura da bobina deve permanecer 1–2°C acima do ponto de orvalho para evitar a condensação

3. Controle de Limpeza: Filtração Multi-Estágio para Prevenção de Contaminação

A limpeza é o cerne do desempenho da sala limpa. O sistema garante o controle de partículas por meio do gerenciamento completo do processo:

Filtração MAU

• Filtro primário G4

• Filtro de média eficiência F8
  Remove partículas grandes (por exemplo, PM10) para reduzir a carga nos FFUs.

Filtração de Estágio Final FFU

• HEPA ≥99,97% @ 0,3μm

• ULPA ≥99,999% @ 0,12μm

FFUs garantem limpeza ISO Classe 5 ou melhor.

Organização do Fluxo de Ar

• Fluxo unidirecional vertical da matriz FFU

• Cobertura FFU tipicamente 60–100%

• Poluentes empurrados para baixo em direção aos retornos

• Forma um efeito pistão

estável
Referência de Dados Em 0,45 m/s

• velocidade FFU, a concentração de partículas ≥0,5μm pode ser reduzida para:

<35 partículas/ft³ (ISO Classe 5)

4. Controle de Pressão: Prevenção de Retorno e Contaminação Cruzada

A pressão positiva impede a entrada de ar poluído em espaços controlados.

Principais Estratégias de Controle:

• (1) Regulação do Volume de Ar Fresco MAU

• Sensores de pressão diferencial monitoram gradientes de pressãoDiferença de pressão ambiente necessária:

10–30 Pa

(2) Zoneamento de Pressão Hierárquico

• Entre as áreas ISO Classe 5 e ISO Classe 7:Diferença de pressão:

5–10 Pa

(3) Proteção de Pressão de Emergência

• Se a pressão cair abaixo do limite:

• O sistema aciona alarmes

• Ventilador de backup inicia automaticamente

Evita eventos de desligamento ou contaminação

III. Tecnologias de Controle Inteligente: Do Controle Manual à Operação Autônoma

Os sistemas tradicionais de salas limpas dependem muito de ajustes manuais. O moderno sistema MAU + FFU + DCC adota tecnologias inteligentes para alcançar o controle de precisão automatizado.

1. Plataforma de Monitoramento Centralizada (PLC/DCS)

• Integra mais de 30 parâmetros:

• Temperatura / umidade

• Diferenciais de pressão

• Status do ventilador FFU

Dados da água gelada DCC

• Suporta:

• Monitoramento em tempo real

• Análise de tendências

Revisão da curva histórica

2. Algoritmos de Controle Adaptativos
Exemplo:

• Quando um gravador de semicondutores inicia e introduz carga térmica, o sistema automaticamente:

• Aumenta o fluxo da bobina de resfriamento

• Aumenta a saída DCCRestaura a estabilidade em

10 segundos

3. Manutenção Preditiva

• Monitora:

• Corrente do ventilador FFU

• Queda de pressão do filtro

Desempenho da bobina DCC

• Prevê:

• Envelhecimento do motor

• Entupimento do filtro

Resistência anormal

4. Otimização de Energia

• IA regula inteligentemente:

• Quantidade de operação FFU

• Proporção de ar fresco

Correspondência de carga de temperatura e umidade

• Resultados:

• 20–30% de economia de energia

Ideal para grandes salas limpas de semicondutores

IV. Comissionamento e Otimização do Sistema: Garantindo o Desempenho Máximo

1. Comissionamento de Unidade Única

• MAU:

• Operação do inversor do ventilador (30–100 Hz)

• Verificação da resistência do filtro (≤10% de desvio)

Teste de resposta T/H

• FFU:

• Uniformidade da velocidade do vento (±10%)

• Teste de vazamento HEPA

Nível de ruído ≤65 dB

• DCC:

• Precisão do fluxo de água ±5%

Verificação da troca de calor da bobina

2. Comissionamento Integrado

• Simular cenários extremos:

• Alta temperatura / alta umidade

Carga térmica total do equipamento

• Use ferramentas de medição avançadas:

• Contador de partículas de 0,1µm

• Registrador de dados em intervalos de 10s

Mais de 50 pontos de amostragem

• 3. Otimização Contínua

• Controle variável FFU para reduzir a carga durante a operação parcial

  • Ciclos de substituição do filtro:

  • Primário: 1–3 meses

  • Médio: 6–12 meses

HEPA: 2–3 anos

Conclusão: Controle Avançado para Fabricação de Alta PrecisãoO sistema de sala limpa MAU + FFU + DCC é uma espinha dorsal tecnológica que permite que as salas limpas passem do cumprimento básico para o controle ambiental enxuto e inteligente

.

Por meio da colaboração em várias camadas de temperatura, umidade, limpeza e pressão—suportada por monitoramento inteligente e controle adaptativo—o sistema garante um ambiente limpo estável e de alto desempenho, adequado para aplicações de ponta em semicondutores, biotecnologia e fabricação de precisão.

• Como fornecedor profissional de soluções de engenharia de salas limpas, oferecemos:

• Projeto do sistema

• Seleção de equipamentos

• Integração inteligente

• Comissionamento e otimização

Suporte ao ciclo de vida