半導體潔凈室的規劃和詳細設計內容
半導體實驗室建設是一個高度迭代、環環相扣的過程。前期規劃和設計是成功的基石,潔凈度控制是貫穿始終的核心要求,嚴謹的測試調試和驗證是確保工廠性能和可靠性的*終保障。每個階段都需要專業團隊的精誠合作和對細節的**追求。投資巨大,技術密集,容錯率極低,因此流程的嚴謹性和專業性至關重要。
項目規劃與定義
需求分析: 明確產品類型(晶圓尺寸、工藝節點)、產能目標、潔凈度等級要求(ISO 1-5級)、特殊環境需求(溫濕度控制、防微振、防靜電、電磁屏蔽等)。
選址評估: 地質條件、交通、基礎設施(穩定充足的電力、超純水、大宗氣體供應、廢水處理能力)、環境風險、擴展空間、政策法規。
可行性研究: 技術可行性、經濟性分析(投資估算、回報周期)、風險評估。
項目團隊組建: 業主、項目管理公司、設計院(建筑、工藝、機電、潔凈)、專業顧問(潔凈室、微振動、EMC)、未來運營團隊代表。
概念設計: 初步總平布局、建筑形態、核心工藝流程布局、主要機電系統框架、潔凈室分區概念。
制定項目主計劃: 明確目標、里程碑、預算框架、關鍵路徑。
詳細設計
圍護結構: 墻體(彩鋼板/不銹鋼板)、天花(格柵/盲板+FFU)、高架地板(材質、承重、開孔率)、門窗(氣密性)。
材料選擇: 不產塵、不積塵、易清潔、耐腐蝕、防靜電(地板、墻面、工作服)。
氣流組織設計: 單向流(垂直/水平)、非單向流區域設計,確保污染物有效排出。
照明: 高照度、防眩光、嵌入式潔凈燈具。
防靜電設計: 地面、墻面導靜電措施,等電位連接。
暖通空調
超純水系統: 多級預處理、反滲透、EDI、拋光混床、循環管道系統(確保TOC、顆粒、離子、細菌達標)。
工藝冷卻水系統: 滿足不同設備對水溫、水壓、流量和潔凈度的苛刻要求。
大宗氣體系統: 氮氣、氧氣、氬氣、氦氣、氫氣等的供應、純化、分配,確保純度和壓力穩定。
特種氣體系統: 高度危險氣體(硅烷、磷烷、氨氣等)的安全供應、輸送、監控、尾氣處理(Scrubber)。
真空系統: 中央真空站或分布式真空泵。
化學品供應與分配系統: 高純腐蝕性/易燃化學品(酸、堿、溶劑)的安全儲存、輸送、回收/廢液處理。
排氣與尾氣處理系統: 工藝排氣、酸性排氣、堿性排氣、有機排氣、一般排氣等分類收集,經過洗滌塔、燃燒裝置等處理達標排放。
電力系統: 超高可靠性(雙路市電+柴油發電機+UPS)、高電能質量(穩壓、穩頻、抗諧波)、滿足不同等級設備需求。
應急電源: 確保生命安全系統(消防、應急照明、部分關鍵工藝設備)持續運行。
樓宇自動化系統: 集中監控和控制所有機電系統。
消防系統: 特殊設計(如VESDA極早期煙霧探測、FM200等潔凈氣體滅火系統),適應潔凈環境和高價值設備。
給排水: 生活用水、工藝排水(嚴格分類收集處理)、雨水系統。
核心系統: 大規模FFU+高架地板/盲板+MAU新風機組+干盤管(DCC)方案是主流。
關鍵參數: 精確控制溫度(±0.1°C)、濕度(±1-2%RH)、壓差梯度(保證氣流定向流動)、換氣次數(極高,可達數百次/小時)。
過濾系統: 多級過濾(初效、中效、高效/超高效HEPA/ULPA過濾器),末端通常位于FFU或高效送風口。
滿足大跨度、大荷載(重型設備)、高潔凈度圍護結構要求。
考慮設備搬入路徑(大型設備門、吊裝口)。
特殊結構要求(防微振臺、高架地板、技術夾層)。
工藝設計: 核心!確定詳細的設備布局、物料流(晶圓、化學品、氣體)、人員流、廢物流。優化潔凈室空間利用和效率。
建筑與結構設計
機電系統設計 :這是潔凈室的核心支撐。
審查與批準: 各專業設計圖紙、規格書需經過業主、顧問、相關政府部門的嚴格審查批準。
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