ในอุตสาหกรรมระดับสูง เช่น การผลิตเซมิคอนดักเตอร์ ชีวเวชศาสตร์ และอิเล็กทรอนิกส์แม่นยำ การควบคุมสภาพแวดล้อมภายในห้องคลีนรูมส่งผลกระทบโดยตรงต่อคุณภาพผลิตภัณฑ์ ผลผลิต และความน่าเชื่อถือในการวิจัย

สถาปัตยกรรม MAU (Make-Up Air Unit) + FFU (Fan Filter Unit) + DCC (Dry Coil Unit) ได้กลายเป็นโซลูชันการฟอกอากาศหลักสำหรับห้องคลีนรูมสมัยใหม่ ด้วยการควบคุมสภาพแวดล้อมที่มีความยืดหยุ่นและมีประสิทธิภาพสูง ระบบนี้ช่วยให้สามารถควบคุมอุณหภูมิ ความชื้น ความสะอาด และความดันได้อย่างเข้มงวด ซึ่งเป็นพารามิเตอร์ที่จำเป็นสำหรับห้องคลีนรูมระดับโลก

บทความนี้อธิบายเทคโนโลยีการควบคุมหลักเบื้องหลังระบบ MAU + FFU + DCC อย่างเป็นระบบ และวิธีการประสานงานหลายมิติเพื่อให้มั่นใจถึงสภาพแวดล้อมที่สะอาด มั่นคง แม่นยำ และประหยัดพลังงาน

I. ภาพรวมของระบบ: วิธีการทำงานร่วมกันของ MAU + FFU + DCC

ระบบ MAU + FFU + DCC เป็น ระบบบำบัดและหมุนเวียนอากาศแบบลำดับชั้น โดยที่แต่ละโมดูลทำหน้าที่เฉพาะ:

MAU — การเตรียมอากาศบริสุทธิ์

• การปรับสภาพอุณหภูมิและความชื้น

• การกรองประสิทธิภาพหลักและปานกลาง

• การจ่ายอากาศบริสุทธิ์ที่ผ่านการบำบัดอย่างเสถียร

FFU — การกรองประสิทธิภาพสูงในระยะสุดท้าย

• การกรอง HEPA/ULPA ของอากาศที่จ่าย

• การส่งมอบการไหลเวียนของอากาศทางเดียว

• รับประกันความสะอาดระดับ ISO Class 5–Class 1

DCC — การควบคุมความร้อนสัมผัสที่แม่นยำ

• การปรับอุณหภูมิเฉพาะที่

• การชดเชยความร้อนที่เกิดจากอุปกรณ์

• รับประกันการกระจายอุณหภูมิที่สม่ำเสมอ

สถาปัตยกรรม “การเตรียมการ (MAU) → การทำให้บริสุทธิ์ (FFU) → การควบคุมแบบละเอียด (DCC)” นี้ช่วยให้การจัดการพารามิเตอร์ด้านสิ่งแวดล้อมมีความละเอียดอ่อน มอบประสิทธิภาพ ความยืดหยุ่น และการประหยัดพลังงานที่สูงกว่าระบบรวมศูนย์แบบดั้งเดิม

II. เทคโนโลยีการควบคุมระบบหลัก

1. การควบคุมอุณหภูมิ: การบรรลุความแม่นยำระดับย่อย

การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิเป็นหนึ่งในความเสี่ยงที่สำคัญที่สุดในการผลิตที่มีความแม่นยำ ตัวอย่างเช่น ในการทำโฟโตลิโทกราฟีเซมิคอนดักเตอร์ แม้แต่ ค่าเบี่ยงเบน 0.1°C ก็ส่งผลต่อการจัดตำแหน่งรูปแบบ

ระบบ MAU + FFU + DCC บรรลุ การควบคุมอุณหภูมิที่มีความแม่นยำหลายระดับ:

(1) MAU: การควบคุมอุณหภูมิหลักโดยใช้ PID แบบปรับได้

• ควบคุมเอาต์พุตคอยล์ทำความร้อน/ทำความเย็น

• รักษาอุณหภูมิอากาศบริสุทธิ์ให้คงที่ที่ ±0.5°C

• ตอบสนองแบบไดนามิกต่อความผันผวนของโหลด

(2) FFU: การกระจายการไหลเวียนของอากาศเพื่อลดการไล่ระดับความร้อน

FFU ส่งผลกระทบทางอ้อมต่ออุณหภูมิโดยการปรับการจัดระเบียบการไหลเวียนของอากาศ:

• รูปแบบเมทริกซ์ที่สม่ำเสมอ

• ความเร็วหน้าทั่วไป: 0.3–0.5 m/s

• ลดการแบ่งชั้นและการลอยตัวของความร้อนในท้องถิ่น

(3) DCC: การชดเชยความร้อนสัมผัสแบบเรียลไทม์

กำหนดเป้าหมายความร้อนที่เกิดจาก:

• เครื่องทำโฟโตลิโทกราฟี

• เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพ

• อุปกรณ์กัด

DCC ปรับการไหลของน้ำเย็นอย่างละเอียดเพื่อให้มั่นใจว่า:

• ข้อผิดพลาดความสม่ำเสมอของอุณหภูมิห้อง ≤ ±0.2°C

กรณีจริง
โรงงานเซมิคอนดักเตอร์ขนาด 12 นิ้วทำได้ ±0.1°C ความเสถียรของอุณหภูมิ ปรับปรุงผลผลิตการทำโฟโตลิโทกราฟีโดย ~3% หลังจากใช้การควบคุมแบบประสานงาน MAU–DCC

2. การควบคุมความชื้น: การสร้างสมดุลระหว่างความเสถียรของผลิตภัณฑ์และการป้องกันอุปกรณ์

ความชื้นส่งผลกระทบต่อ:

• การกัดกร่อนของเครื่องมือที่มีความแม่นยำ

• ไฟฟ้าสถิตในสภาพแวดล้อมที่แห้ง

• การเจริญเติบโตของจุลินทรีย์

• กระบวนการทางชีวภาพและเภสัชกรรมที่ละเอียดอ่อน

(1) MAU: การปรับหลัก

ติดตั้งด้วย:

• เครื่องเพิ่มความชื้นด้วยไอน้ำ/อิเล็กโทรด

• เครื่องลดความชื้นแบบควบแน่นหรือแบบหมุน

ความแม่นยำของความชื้นถึง ±2%RHการควบคุมสภาพแวดล้อมที่คล่องตัวและชาญฉลาด

2. อัลกอริธึมการควบคุมแบบปรับได้
ความชื้นในเวิร์กช็อปการแช่แข็งต้องคงอยู่ที่ 30–40%RH เพื่อป้องกันการดูดซับความชื้น

(2) FFU: การกระจายเสริม

ช่วยเพิ่มความสม่ำเสมอของความชื้นโดยการกำจัด:

• มุมอับ

• โซนอากาศที่หยุดนิ่ง

• พื้นที่ความชื้นสูงในท้องถิ่น

(3) ตรรกะการเชื่อมโยง MAU + DCC

• MAU ควบคุมความชื้น

• DCC ลดอุณหภูมิพื้นผิวคอยล์เมื่อจำเป็น

• อุณหภูมิคอยล์ต้องคงที่ 1–2°C เหนือจุดน้ำค้าง เพื่อหลีกเลี่ยงการควบแน่น

3. การควบคุมความสะอาด: การกรองหลายขั้นตอนเพื่อป้องกันการปนเปื้อน

ความสะอาดเป็นหัวใจสำคัญของประสิทธิภาพของห้องคลีนรูม ระบบช่วยให้มั่นใจได้ถึงการควบคุมอนุภาคผ่านการจัดการกระบวนการที่สมบูรณ์:

การกรอง MAU

• ตัวกรองหลัก G4

• ตัวกรองประสิทธิภาพปานกลาง F8
  กำจัดอนุภาคขนาดใหญ่ (เช่น PM10) เพื่อลดภาระบน FFUs

การกรองระยะสุดท้ายของ FFU

• HEPA ≥99.97% @ 0.3μm

• ULPA ≥99.999% @ 0.12μm

FFUs รับประกันความสะอาด ISO Class 5 หรือดีกว่า

การจัดระเบียบการไหลเวียนของอากาศ

• การไหลเวียนของอากาศทางเดียวในแนวตั้งจากเมทริกซ์ FFU

• การครอบคลุม FFU โดยทั่วไป 60–100%

• สารมลพิษถูกผลักลงไปทางช่องส่งกลับ

• สร้าง ผลกระทบของลูกสูบ

ที่มั่นคง
ข้อมูลอ้างอิง ที่ 0.45 m/s

• ความเร็ว FFU ความเข้มข้นของอนุภาค ≥0.5μm สามารถลดลงเหลือ:

<35 อนุภาค/ft³ (ISO Class 5)

4. การควบคุมความดัน: การป้องกันการไหลย้อนกลับและการปนเปื้อนข้าม

แรงดันบวกป้องกันไม่ให้อากาศที่ปนเปื้อนเข้าสู่พื้นที่ควบคุม

กลยุทธ์การควบคุมหลัก:

• (1) การควบคุมปริมาณอากาศบริสุทธิ์ของ MAU

• เซ็นเซอร์แรงดันแตกต่างตรวจสอบการไล่ระดับแรงดันความแตกต่างของแรงดันห้องที่ต้องการ:

10–30 Pa

(2) การแบ่งโซนแรงดันแบบลำดับชั้น

• ระหว่างพื้นที่ ISO Class 5 และ ISO Class 7:ความแตกต่างของแรงดัน:

5–10 Pa

(3) การป้องกันแรงดันฉุกเฉิน

• หากแรงดันลดลงต่ำกว่าเกณฑ์:

• ระบบจะส่งสัญญาณเตือน

• พัดลมสำรองเริ่มทำงานโดยอัตโนมัติ

ป้องกันเหตุการณ์การปิดระบบหรือการปนเปื้อน

III. เทคโนโลยีการควบคุมอัจฉริยะ: จากการควบคุมด้วยตนเองสู่การทำงานอัตโนมัติ

ระบบห้องคลีนรูมแบบดั้งเดิมอาศัยการปรับด้วยตนเองเป็นอย่างมาก ระบบ MAU + FFU + DCC สมัยใหม่ใช้เทคโนโลยีอัจฉริยะเพื่อให้บรรลุการควบคุมความแม่นยำแบบอัตโนมัติ

1. แพลตฟอร์มการตรวจสอบส่วนกลาง (PLC/DCS)

• รวมพารามิเตอร์มากกว่า 30 รายการ:

• อุณหภูมิ / ความชื้น

• ความแตกต่างของแรงดัน

• สถานะพัดลม FFU

ข้อมูลน้ำเย็น DCC

• รองรับ:

• การตรวจสอบแบบเรียลไทม์

• การวิเคราะห์แนวโน้ม

การตรวจสอบเส้นโค้งประวัติ

2. อัลกอริธึมการควบคุมแบบปรับได้
ตัวอย่าง:

• เมื่อเครื่องกัดเซมิคอนดักเตอร์เริ่มทำงานและแนะนำภาระความร้อน ระบบจะทำโดยอัตโนมัติ:

• เพิ่มการไหลของคอยล์ทำความเย็น

• เพิ่มเอาต์พุต DCCคืนเสถียรภาพภายใน

10 วินาที

3. การบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์

• ตรวจสอบ:

• กระแสพัดลม FFU

• แรงดันตกของตัวกรอง

ประสิทธิภาพคอยล์ DCC

• ทำนาย:

• มอเตอร์เสื่อมสภาพ

• ตัวกรองอุดตัน

ความต้านทานผิดปกติ

4. การเพิ่มประสิทธิภาพพลังงาน

• AI ควบคุมอย่างชาญฉลาด:

• ปริมาณการทำงานของ FFU

• อัตราส่วนอากาศบริสุทธิ์

การจับคู่ภาระอุณหภูมิและความชื้น

• ผลลัพธ์:

• ประหยัดพลังงาน 20–30%

เหมาะสำหรับห้องคลีนรูมเซมิคอนดักเตอร์ขนาดใหญ่

IV. การทดสอบระบบและการเพิ่มประสิทธิภาพ: การรับประกันประสิทธิภาพสูงสุด

1. การทดสอบหน่วยเดียว

• MAU:

• การทำงานของอินเวอร์เตอร์พัดลม (30–100 Hz)

• การตรวจสอบความต้านทานของตัวกรอง (≤10% deviation)

การทดสอบการตอบสนอง T/H

• FFU:

• ความสม่ำเสมอของความเร็วลม (±10%)

• การทดสอบการรั่วไหลของ HEPA

ระดับเสียง ≤65 dB

• DCC:

• ความแม่นยำในการไหลของน้ำ ±5%

การตรวจสอบการแลกเปลี่ยนความร้อนของคอยล์

2. การทดสอบแบบบูรณาการ

• จำลองสถานการณ์สุดขีด:

• อุณหภูมิสูง / ความชื้นสูง

ภาระความร้อนของอุปกรณ์เต็มรูปแบบ

• ใช้เครื่องมือวัดขั้นสูง:

• เครื่องนับอนุภาค 0.1µm

• เครื่องบันทึกข้อมูลช่วงเวลา 10 วินาที

จุดสุ่มตัวอย่าง 50+

• 3. การเพิ่มประสิทธิภาพอย่างต่อเนื่อง

• การควบคุมตัวแปร FFU เพื่อลดภาระระหว่างการทำงานบางส่วน

  • รอบการเปลี่ยนตัวกรอง:

  • หลัก: 1–3 เดือน

  • ปานกลาง: 6–12 เดือน

HEPA: 2–3 ปี

บทสรุป: การควบคุมขั้นสูงสำหรับการผลิตที่มีความแม่นยำสูงระบบห้องคลีนรูม MAU + FFU + DCC เป็นกระดูกสันหลังทางเทคโนโลยีที่ช่วยให้ห้องคลีนรูมเปลี่ยนจาก การปฏิบัติตามข้อกำหนดขั้นพื้นฐาน ไปสู่ การควบคุมสภาพแวดล้อมที่คล่องตัวและชาญฉลาด

.

ผ่านการทำงานร่วมกันหลายชั้นของอุณหภูมิ ความชื้น ความสะอาด และความดัน ซึ่งได้รับการสนับสนุนโดยการตรวจสอบอัจฉริยะและการควบคุมแบบปรับได้ ระบบช่วยให้มั่นใจได้ถึงสภาพแวดล้อมที่สะอาด มั่นคง และมีประสิทธิภาพสูง เหมาะสำหรับการใช้งานที่ทันสมัยในเซมิคอนดักเตอร์ เทคโนโลยีชีวภาพ และการผลิตที่มีความแม่นยำ

• ในฐานะผู้ให้บริการโซลูชันวิศวกรรมห้องคลีนรูมระดับมืออาชีพ เราให้บริการ:

• การออกแบบระบบ

• การเลือกอุปกรณ์

• การบูรณาการอัจฉริยะ

• การทดสอบและการเพิ่มประสิทธิภาพ

การสนับสนุนตลอดวงจรชีวิต