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電子工業潔凈廠房潔凈室氣流選型及送風量的確定

更新時間：2025-12-08 15:58:05瀏覽次數：0

引言

在電子工業的飛速發展進程中，電子工業廠房潔凈室的環境質量成為決定產品質量與生產效率的核心因素。其中，氣流選型和送風量的確定至關重要，它們就像精密儀器的校準器，精準調控著潔凈室的環境。今天，我們就來深入探討這兩個關鍵話題，為大家揭開其中的奧秘。

一、潔凈室氣流類型：各顯神通的 “空氣衛士”

潔凈室主要有三種氣流類型，它們各自承擔著獨特的使命。

1.非單向流：又稱亂流流型，其氣流分布不均勻，速度和方向在室內不同地點各異。它如同一位 “稀釋大師”，利用送入的潔凈空氣沖淡稀釋污染物，再排出臟空氣。非單向流潔凈室換氣次數通常在 10 - 60 次 /h，適用于 ISO 6 - 9 級潔凈環境，常用于對潔凈度要求相對沒那么嚴苛的普通電子元器件生產。

在實際應用中，它的氣流組織形式多樣，像頂送下回、頂送側下回等，其中頂送側下回應用最為廣泛。不過，它也存在一些不足，比如帶擴散孔板風口頂送、下側回的非單向流潔凈室，工作區氣流分布較均勻，但周圍區域因送風卷入污染空氣，潔凈度會變差，相鄰送風口之間或潔凈室邊角處的潔凈度更不理想。

2.單向流：單向流的氣流如同整齊劃一的方陣，沿單一方向呈平行流線流動，橫斷面上風速一致。它又分為水平單向流和垂直單向流。

1）水平單向流：

潔凈空氣沿水平方向均勻流向回風側，一般在一側墻滿布高效過濾器送風口送風，對面側墻設回風格柵或過濾器回風。這種流型的潔凈室層高較小，燈具安裝和高效過濾器維護方便，但潔凈室兩端長度較長，沿氣流方向潔凈度不同，下風側易受上風側設備和人員污染。

2）垂直單向流：

從潔凈室頂棚滿布的高效過濾器送風口送風，通過格柵地板或側墻下部回風。它能達到極高的潔凈度，室內氣流相互干擾少，自凈能力強，地面不易積塵。然而，其頂棚和地面結構復雜，需要大量高效過濾器，造價和運行成本高昂。單向流常用于空氣潔凈度等級為 1 - 5 級的場所，如集成電路芯片制造中的關鍵工序。

3.混合流：混合流是單向流和非單向流的 “強強聯合”，在對潔凈度要求嚴格的生產區域采用單向流，其他區域采用非單向流。這種組合既滿足了高潔凈度的生產需求，又能降低成本。在電子工業中，如 8in、12in 集成電路芯片生產用潔凈廠房以及 TFT - LCD 生產用潔凈廠房多采用混合流流型。

二、不同半導體廠的氣流選型 “密碼”

不同半導體廠根據自身產品和生產工藝需求，選擇不同的氣流類型。

1.集成電路芯片制造：

生產 6in、8in 芯片的廠房，當空氣潔凈度等級要求為 5 級時，常采用單向流流型；若出現不同等級混合的情況，如 5/7 級、3/5 級，則會選擇混合流流型。這是因為芯片制造過程中的光刻、半導體加工等關鍵工序對環境中的塵埃顆粒極為敏感，單向流或混合流能夠提供滿足要求的潔凈環境，確保芯片的制造精度和質量。

2.TFT - LCD 生產：

TFT - LCD 生產廠房空氣潔凈度等級一般在 4.5 - 5.5 級，多采用混合流流型。在潔凈生產區，通常選用 FFU 送風，吊頂上 FFU 的滿布率在 25% 左右。通過在關鍵生產區域設置單向流潔凈罩，保證關鍵工序的高潔凈度要求，而其他區域則依靠非單向流維持相對較低的潔凈度，實現了生產需求和成本控制的平衡。

三、氣流類型與潔凈度等級的緊密關聯

不同氣流類型對應著不同的潔凈度等級。非單向流適用于 ISO 6 - 9 級潔凈環境，滿足普通電子產品生產需求；單向流可達到 1 - 5 級的高潔凈度，滿足高端半導體產品制造的嚴苛要求；混合流由于結合了兩種流型的優勢，可應用于各種空氣潔凈度等級的潔凈室，在電子工業中應用廣泛。

四、影響 FFU 布置率的關鍵因素

在電子工業廠房潔凈室中，FFU 布置率受多種因素影響。

1.潔凈度要求：

潔凈度要求越高，FFU 布置率越高。在對潔凈度要求極高的區域，如集成電路芯片制造的關鍵工序區，為確保達到 1 - 5 級的高潔凈度標準，會提高 FFU 布置率，以保證充足的潔凈空氣供應，有效排除污染物。

2.氣流流型：

不同氣流流型對 FFU 布置要求不同。在混合流流型的潔凈室中，單向流區域對 FFU 依賴程度更高，需合理布置 FFU 以形成穩定的單向流氣流。例如在 TFT - LCD 生產廠房的潔凈生產區，采用混合流流型時，關鍵生產區域設置單向流潔凈罩，這就要求在這些區域適當提高 FFU 布置率，滿足單向流的氣流要求。

3.生產工藝與設備布局：

生產工藝和設備布局也會影響 FFU 布置率。若生產工藝中存在局部發塵量大的設備，為保證周圍環境潔凈度，可能需在設備附近增加 FFU 布置數量。同時，設備布局會影響氣流流動路徑，進而影響 FFU 的合理布置，確保潔凈空氣能均勻覆蓋生產區域。

五、潔凈室送風量：多因素權衡的關鍵指標

潔凈室送風量的確定需綜合考慮多個因素，以確保室內環境滿足生產要求。

1.空氣潔凈度等級：

不同氣流流型和潔凈度等級對應不同送風量要求。單向流潔凈室送風量與斷面風速直接相關，一般根據斷面風速計算送風量；非單向流潔凈室通常采用經驗數據的換氣次數計算送風量，通過合適的換氣次數稀釋和排除室內污染物，維持所需潔凈度。

2.熱、濕負荷：

潔凈室熱負荷包括圍護結構傳熱、作業人員、室內照明和設備等產生的熱量；濕負荷主要來自室內人員產濕量和室內設備產濕量。根據熱、濕負荷計算出的送風量，是確保室內溫濕度穩定的關鍵。

3.新風量需求：

新風量對潔凈室至關重要。

1）滿足作業人員健康需求所需的新風量：國家標準規定每人每小時新鮮空氣量不小于 40m3，新風量不足會影響工作人員健康和工作效率；

2）潔凈室靜壓差控制：為維持潔凈室靜壓差，防止外界污染空氣進入；當室外風速大于3m/s時，產生的風壓力接近5Pa，若潔凈室內正壓值為5Pa，室外的污染空氣就有可能滲漏到室內。但根據我國《工業建筑供暖通風與空氣調節設計規范》(GB 50019)編制組提供的全國氣象資料統計，全國203個城市中有74個城市的冬夏平均風速大于3m/s，占總數的36.4%。所以，潔凈室與室外相鄰時其最小的正壓值應該大于5Pa。因此，潔凈室與室外環境的最小靜壓差應為10Pa。不同等級的潔凈室之間壓差應不小于5Pa，潔凈區與非潔凈區之間的壓差應不小于5Pa，潔凈區與室外的壓差應不小于10Pa。