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Último caso da empresa sobre Guangzhou Cleanroom Construction Co., Ltd. Certificações

Tecnologias de controlo do sistema MAU + FFU + DCC em salas limpas

2024-12-12

Nas indústrias de ponta, como a fabricação de semicondutores, biomedicina e eletrónica de precisão,O controlo dos parâmetros ambientais nas salas limpas afeta directamente a qualidade do produto e a fiabilidade dos resultados da investigação científicaO sistema MAU (Make-up Air Unit) + FFU (Fan Filter Unit) + DCC (Dry Coil Unit), como solução de purificação de ar convencional para salas limpas,tornou-se um suporte fundamental para a obtenção de ambientes limpos rigorosos devido às suas características de controlo flexíveis e eficientesEste artigo aprofundará as principais tecnologias de controlo deste sistema, revelando como ele cria um espaço limpo estável e preciso através de operações colaborativas multidimensionais.
I. Visão geral do sistema MAU + FFU + DCC
O sistema MAU + FFU + DCC é um sistema integrado de tratamento e circulação de ar em que cada componente desempenha as suas funções específicas, enquanto colabora perfeitamente:
UMAÉ responsável pelo pré-tratamento do ar fresco, incluindo o ajuste da temperatura e da umidade, a filtragem primária e o abastecimento de ar fresco;
FFU,Como núcleo da purificação de fase final, assegura o controlo das partículas nas zonas limpas através de filtragem de elevada eficiência e de um abastecimento direccional de ar;
DCCRegula com precisão as cargas térmicas sensíveis no interior para manter a uniformidade do campo de temperatura.
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, oferecendo uma melhor eficiência energética e flexibilidade em comparação com os sistemas de ar condicionado centralizados tradicionais.

II. Pontos-chave do controlo do sistema
(I) Controle de temperatura: Regulação de precisão através da colaboração multimodulo
As flutuações de temperatura são um fator crítico que afeta a fabricação de precisão, por exemplo, nos processos de litografia por semicondutores, uma diferença de temperatura de 0.1°C pode causar desvios na transferência do padrão de chipsO sistema MAU + FFU + DCC obtém precisão de controlo de temperatura a micro nível através de controlo colaborativo de três níveis:
Regulação da temperatura básica por MAU:Adota um algoritmo PID adaptativo para ajustar dinamicamente o fluxo de água ou fluxo de refrigerante das bobinas de aquecimento/refrigeração com base no feedback de temperatura em tempo real na sala limpa,estabilizar a temperatura do ar fresco dentro do intervalo definido (normalmente com uma precisão de ±0.5°C);
Regulação indirecta pela FFU:Embora não esteja diretamente envolvido no controlo da temperatura, a sua distribuição do volume de ar afeta a organização do fluxo de ar interior.Ao otimizar o layout da FFU (como o arranjo uniforme de estilo matriz) e as configurações da velocidade do vento (normalmente 0.3-0.5 m/s), podem ser reduzidos os gradientes de temperatura locais;
Compensação térmica razoável por DCC:O objetivo é atingir as fontes de calor locais geradas pela operação dos equipamentos (como máquinas de litografia e biorreatores), compensando em tempo real as cargas térmicas sensíveis ajustando o fluxo de água refrigerada,assegurar que o erro de uniformidade de temperatura em zonas limpas é ≤ ± 0.2°C.
Caso de aplicação:Na oficina de litografia de uma fábrica de wafer de 12 polegadas, através do controle de ligação de MAU e DCC, as flutuações de temperatura são estritamente limitadas dentro de ± 0,1 °C, melhorando o rendimento do chip em aproximadamente 3%.
(II) Controle da umidade: equilíbrio entre a anticondensação e a estabilidade do processo
A alta umidade pode causar corrosão do equipamento, enquanto a baixa umidade pode levar à eletricidade estática.
Função principal de regulação da UMA:Integra módulos de humidificação por vapor/eléctrodos e módulos de desumidificação por condensação/rotativa, com alternância automática de modos com base na umidade em tempo real (com uma precisão de ± 2% RH).Em oficinas de liofilização farmacêutica, a humidade deve ser estabilizada em 30-40% RH para evitar a absorção de umidade do medicamento;
Distribuição dos uniformes auxiliares por FFU:Elimina as zonas locais de elevada umidade através da circulação do ar, especialmente nas zonas angulares das salas limpas, para evitar o crescimento microbiano causado pela umidade desigual;
Lógica de controlo de ligação:Quando a UMA detecta que a humidade se desvia do valor definido, deve primeiro ajustar a humidade do ar fresco,e DCC cooperarão para reduzir a temperatura da superfície da bobina (precisa ser 1-2 °C superior ao ponto de orvalho para evitar a condensação), formando um controlo de circuito fechado.
(III) Gestão da limpeza: filtragem de todo o processo da origem ao fim
A limpeza é o principal indicador das salas limpas, que deve ser alcançado através de filtragem hierárquica e organização do fluxo de ar:
Preprocessamento por MAU:Utiliza filtros de eficiência média G4 e F8 para interceptar partículas de PM10 ou superiores no ar fresco, reduzindo a carga da filtração final;
Purificação final por FFU:Equipados com filtros HEPA (eficiência de filtração ≥ 99,97% para partículas de 0,3 μm) ou ULPA (eficiência de filtração ≥ 99,999% para partículas de 0,12 μm),assegurar que o ar fornecido às zonas limpas cumpre as normas ISO classe 5 (classe 100) ou mais elevadas;
Optimização da organização do fluxo de ar:Forma um fluxo unidirecional vertical através de uma disposição uniforme das FFU (taxa de cobertura é geralmente de 60-100%), "expulsionando" os poluentes das áreas limpas,e coopera com o design de saída de ar de retorno para alcançar um "efeito de pistão" e evitar zonas mortas de fluxo de ar.
Referência de dados: nas salas limpas de chips eletrónicos, quando a velocidade do vento de funcionamento das FFU é estabilizada a 0,45 m/s, o número de partículas é ≥ 0.5 μm por pé cúbico de ar podem ser controlados abaixo de 35 (atendendo às normas ISO classe 5).
- IV) Controle da pressão: uma barreira crítica contra a contaminação cruzada
O gradiente de pressão é o núcleo para manter o "fluxo unidirecional" entre áreas limpas e o exterior, bem como entre áreas com diferentes níveis de limpeza:
Ajuste do volume de ar fresco por UMA:Monitorização em tempo real das diferenças de pressão entre áreas limpas e não limpas (normalmente 10-30 Pa) através de sensores de pressão diferencial,e ajustando dinamicamente o volume de ar fresco em ligação com ventiladores de frequência variável para garantir um ambiente de pressão positiva (evitando a intrusão de poluição externa);
Projeto hierárquico de pressão: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;
Mecanismo de protecção de emergência:Quando a diferença de pressão for inferior ao limiar definido, o sistema desencadeia automaticamente um alarme sonoro e visual e liga um ventilador de reserva para manter a pressão,Prevenção da interrupção da produção.
III. Aplicação aprofundada das tecnologias de controlo inteligente
O controlo tradicional de salas limpas baseia-se na inspecção manual e no ajuste manual, que é difícil de lidar com alterações dinâmicas de carga.O sistema MAU + FFU + DCC consegue uma gestão precisa "não tripulada" através de uma atualização inteligente:
Plataforma de monitorização centralizada:Baseado em sistemas PLC ou DCS, integrando mais de 30 parâmetros, tais como a temperatura e a umidade da MAU, o estado de funcionamento da FFU e o fluxo de água DCC na interface HMI,Suporte à visualização de dados em tempo real e consulta de curvas históricas;
Algoritmo de ajuste adaptativo:Quando se detecta o arranque ou a paragem do equipamento de produção (por exemplo, aumento súbito da carga térmica causado pelo arranque de máquinas de gravação de semicondutores),O sistema pode ajustar automaticamente o fluxo da bobina MAU e a saída DCC dentro de 10 segundos para manter a estabilidade dos parâmetros;
Manutenção preditiva:Ao analisar dados como a corrente do ventilador FFU e a pressão diferencial do filtro, é fornecido um alerta precoce de falhas do equipamento (como bloqueio do filtro e envelhecimento do motor) para evitar paradas súbitas;
Optimização do consumo de energia:Adotar algoritmos de IA para combinar dinamicamente o volume de ar fresco com a carga interna, economizando 20-30% de energia em comparação com os sistemas tradicionais,que é particularmente adequado para o funcionamento a longo prazo de grandes salas limpas.
IV. Colocação em funcionamento e otimização do sistema: o passo chave da qualificação à excelência
Um sistema MAU + FFU + DCC de alta qualidade requer procedimentos de comissionamento rigorosos para alcançar um desempenho óptimo:
Instalação de uma única máquina
OUMA:Intervalo de conversão de frequência do ventilador de ensaio (normalmente 30-100 Hz), resistência inicial do filtro (deve ser ≤ 10% do valor de projeto) e velocidade de resposta ao ajuste de temperatura e umidade;
FFU:Inspecionar cada unidade para verificar a uniformidade da velocidade do vento (desvio ≤ ± 10%), a integridade do filtro (através da detecção de fugas por digitalização) e o nível de ruído (deve ser ≤ 65 dB);
DCC:Verificar a precisão de regulação do caudal de água (± 5%) e a eficiência de troca de calor da bobina.
Colocação em serviço da ligação
Simulação de condições de trabalho extremas (como condições climáticas de alta temperatura e humidade no verão, funcionamento do equipamento a carga total) para testar e ajustar os efeitos do sistema de controlo da temperatura,humidade, limpeza e pressão;
Usar equipamento de precisão, como contadores de partículas (tamanho mínimo de partículas detectáveis 0.1μm) e registadores de dados temperatura-umidade (intervalo de amostragem 10s) para registar dados de mais de 50 pontos de monitorização na sala limpa;
Otimizar os parâmetros do PID (como o coeficiente proporcional Kp, o tempo integral Ti) e ajustar os parâmetros do volume de ar e do caudal de água da MAU, FFU e DCC para garantir que o excesso de ajuste de temperatura seja ≤ 0.3°C e tempo de recuperação da humidade ≤5min.
Optimização contínua
Estabelecer um modelo de consumo de energia baseado em dados operacionais, ajustando dinamicamente o número de FFU em funcionamento (20-30% podem ser desligados em condições de carga não plena);
Substitua regularmente os filtros (filtros primários a cada 1 a 3 meses, filtros de eficiência média a cada 6 a 12 meses, filtros de alta eficiência a cada 2 a 3 anos) para manter a resistência estável do sistema.
Conclusão: Tecnologia que permite uma produção limpa
A tecnologia de controlo do sistema MAU + FFU + DCC é o suporte fundamental para as salas limpas modernas para passar da "operação de conformidade" para a "gestão lean".Através do controlo colaborativo multidimensional da temperatura, a humidade, a limpeza e a pressão, combinados com o aprofundamento das tecnologias inteligentes,O sistema pode proporcionar um ambiente limpo estável e fiável para atividades de fabrico e de investigação científica de ponta.
Como um prestador de serviços especializado em tecnologia de salas limpas, sempre procuramos "precisão de parâmetros, eficiência energética operacional e inteligência de gestão",fornecer aos clientes soluções completas de processo, desde a concepção do sistema e a seleção do equipamento até ao comissionamento e otimizaçãoSe encontrar dificuldades técnicas ou necessidades no controlo ambiental de salas limpas,Por favor, sinta-se à vontade para entrar em contato conosco. Vamos usar nossa experiência profissional para ajudar suas atividades de produção e pesquisa científica a alcançar novos patamares..