Σε βιομηχανίες υψηλής τεχνολογίας όπως η κατασκευή ημιαγωγών, η βιοϊατρική και τα ηλεκτρονικά ακριβείας, ο περιβαλλοντικός έλεγχος μέσα σε καθαρούς χώρους επηρεάζει άμεσα την ποιότητα των προϊόντων, την απόδοση της παραγωγής και την αξιοπιστία της έρευνας.

Η αρχιτεκτονική MAU (Μονάδα Αναπλήρωσης Αέρα) + FFU (Μονάδα Φίλτρου Ανεμιστήρα) + DCC (Μονάδα Ξηρού Πηνίου) έχει γίνει η κύρια λύση καθαρισμού για σύγχρονους καθαρούς χώρους. Με εξαιρετικά ευέλικτη και αποτελεσματική περιβαλλοντική ρύθμιση, αυτό το σύστημα επιτρέπει αυστηρό έλεγχο της θερμοκρασίας, της υγρασίας, της καθαριότητας και της πίεσης—απαραίτητες παράμετροι για καθαρούς χώρους παγκόσμιας κλάσης.

Αυτό το άρθρο εξηγεί συστηματικά τις βασικές τεχνολογίες ελέγχου πίσω από το σύστημα MAU + FFU + DCC και πώς ο πολυδιάστατος συντονισμός εξασφαλίζει ένα σταθερό, ακριβές και ενεργειακά αποδοτικό καθαρό περιβάλλον.

I. Επισκόπηση Συστήματος: Πώς συνεργάζονται τα MAU + FFU + DCC

Το σύστημα MAU + FFU + DCC είναι ένα ιεραρχικό σύστημα επεξεργασίας και κυκλοφορίας αέρα, όπου κάθε μονάδα εκτελεί εξειδικευμένες λειτουργίες:

MAU — Προεπεξεργασία Φρέσκου Αέρα

• Ρύθμιση θερμοκρασίας & υγρασίας

• Πρωτοβάθμια & μέσης απόδοσης φιλτράρισμα

• Σταθερή παροχή επεξεργασμένου φρέσκου αέρα

FFU — Φιλτράρισμα Υψηλής Απόδοσης Τελικού Σταδίου

• Φιλτράρισμα HEPA/ULPA του αέρα παροχής

• Παράδοση μονοκατευθυντικού αέρα

• Εξασφαλίζει καθαριότητα ISO Class 5–Class 1

DCC — Ακριβής Ρύθμιση Αισθητής Θερμότητας

• Τοπική λεπτομερής ρύθμιση θερμοκρασίας

• Αντιστάθμιση της θερμότητας που παράγεται από τον εξοπλισμό

• Εξασφαλίζει ομοιόμορφη κατανομή θερμοκρασίας

Αυτή η “Αρχιτεκτονική προεπεξεργασίας (MAU) → Καθαρισμού (FFU) → Λεπτού Ελέγχου (DCC)” επιτρέπει τη βελτιωμένη διαχείριση των περιβαλλοντικών παραμέτρων, προσφέροντας υψηλότερη απόδοση, ευελιξία και εξοικονόμηση ενέργειας σε σύγκριση με τα παραδοσιακά κεντρικά συστήματα.

II. Βασικές Τεχνολογίες Ελέγχου Συστήματος

1. Έλεγχος Θερμοκρασίας: Επίτευξη Ακρίβειας Υποβαθμού

Η διακύμανση της θερμοκρασίας είναι ένας από τους πιο κρίσιμους κινδύνους στην κατασκευή ακριβείας. Για παράδειγμα, στη λιθογραφία ημιαγωγών, ακόμη και μια απόκλιση 0,1°C επηρεάζει την ευθυγράμμιση των μοτίβων.

Το σύστημα MAU + FFU + DCC επιτυγχάνει πολυεπίπεδο έλεγχο θερμοκρασίας ακριβείας:

(1) MAU: Πρωτοβάθμια Ρύθμιση Θερμοκρασίας Χρησιμοποιώντας Προσαρμοστικό PID

• Ελέγχει την έξοδο του πηνίου θέρμανσης/ψύξης

• Σταθεροποιεί τη θερμοκρασία του φρέσκου αέρα σε ±0,5°C

• Ανταποκρίνεται δυναμικά στις διακυμάνσεις του φορτίου

(2) FFU: Κατανομή ροής αέρα για μείωση θερμικών κλίσεων

Τα FFU επηρεάζουν έμμεσα τη θερμοκρασία βελτιστοποιώντας την οργάνωση της ροής αέρα:

• Ομοιόμορφη διάταξη μήτρας

• Τυπική ταχύτητα προσώπου: 0,3–0,5 m/s

• Ελαχιστοποιεί τη τοπική στρωμάτωση και τη θερμική μετατόπιση

(3) DCC: Αντιστάθμιση αισθητής θερμότητας σε πραγματικό χρόνο

Στοχεύει στη θερμότητα που παράγεται από:

• Μηχανές λιθογραφίας

• Βιοαντιδραστήρες

• Εξοπλισμός χάραξης

Το DCC ρυθμίζει λεπτομερώς τη ροή ψυχρού νερού για να εξασφαλίσει:

• Σφάλμα ομοιομορφίας θερμοκρασίας δωματίου ≤ ±0,2°C

Πραγματική Περίπτωση
Ένα εργοστάσιο ημιαγωγών 12 ιντσών πέτυχε ±0,1°C σταθερότητα θερμοκρασίας, βελτιώνοντας την απόδοση της λιθογραφίας κατά ~3% μετά την εφαρμογή του συντονισμένου ελέγχου MAU–DCC.

2. Έλεγχος Υγρασίας: Εξισορρόπηση της Σταθερότητας του Προϊόντος και της Προστασίας του Εξοπλισμού

Η υγρασία επηρεάζει:

• Διάβρωση οργάνων ακριβείας

• Στατικός ηλεκτρισμός σε ξηρά περιβάλλοντα

• Μικροβιακή ανάπτυξη

• Ευαίσθητες βιολογικές και φαρμακευτικές διεργασίες

(1) MAU: Κύρια Ρύθμιση

Εξοπλισμένο με:

• Υγραντήρες ατμού/ηλεκτροδίων

• Συσκευές αφύγρανσης συμπύκνωσης ή περιστροφής

Η ακρίβεια υγρασίας φτάνει ±2%RH.

Παράδειγμα:
Η υγρασία του εργαστηρίου λυοφιλοποίησης πρέπει να παραμένει στο 30–40%RH για να αποφευχθεί η απορρόφηση υγρασίας.

(2) FFU: Βοηθητική Διανομή

Ενισχύει την ομοιομορφία της υγρασίας εξαλείφοντας:

• Νεκρές γωνίες

• Ζώνες στάσιμου αέρα

• Τοπικές περιοχές υψηλής υγρασίας

(3) Λογική σύνδεσης MAU + DCC

• Το MAU ρυθμίζει την υγρασία

• Το DCC μειώνει τη θερμοκρασία της επιφάνειας του πηνίου όταν χρειάζεται

• Η θερμοκρασία του πηνίου πρέπει να παραμένει 1–2°C πάνω από το σημείο δρόσου για να αποφευχθεί η συμπύκνωση

3. Έλεγχος Καθαριότητας: Φιλτράρισμα πολλαπλών σταδίων για την πρόληψη μόλυνσης

Η καθαριότητα είναι ο πυρήνας της απόδοσης του καθαρού χώρου. Το σύστημα εξασφαλίζει τον έλεγχο των σωματιδίων μέσω της πλήρους διαχείρισης της διαδικασίας:

Φιλτράρισμα MAU

• Πρωτογενές φίλτρο G4

• Φίλτρο μέσης απόδοσης F8
  Αφαιρεί μεγάλα σωματίδια (π.χ., PM10) για να μειώσει το φορτίο στα FFU.

Φιλτράρισμα τελικού σταδίου FFU

• HEPA ≥99,97% @ 0,3μm

• ULPA ≥99,999% @ 0,12μm

Τα FFU εξασφαλίζουν καθαριότητα ISO Class 5 ή καλύτερη.

Οργάνωση ροής αέρα

• Κάθετη μονοκατευθυντική ροή από τη μήτρα FFU

• Η κάλυψη FFU είναι συνήθως 60–100%

• Οι ρύποι ωθούνται προς τα κάτω προς τις επιστροφές

• Σχηματίζει ένα σταθερό φαινόμενο εμβόλου

Αναφορά δεδομένων
Σε 0,45 m/s ταχύτητα FFU, η συγκέντρωση σωματιδίων ≥0,5μm μπορεί να μειωθεί σε:

• <35 σωματίδια/ft³ (ISO Class 5)

4. Έλεγχος Πίεσης: Πρόληψη της αντίστροφης ροής και της διασταυρούμενης μόλυνσης

Η θετική πίεση εμποδίζει την είσοδο μολυσμένου αέρα σε ελεγχόμενους χώρους.

Βασικές Στρατηγικές Ελέγχου:

(1) Ρύθμιση όγκου φρέσκου αέρα MAU

• Οι αισθητήρες διαφορικής πίεσης παρακολουθούν τις κλίσεις πίεσης

• Απαιτούμενη διαφορά πίεσης δωματίου: 10–30 Pa

(2) Ιεραρχική ζώνη πίεσης

Μεταξύ περιοχών ISO Class 5 και ISO Class 7:

• Διαφορά πίεσης: 5–10 Pa

(3) Προστασία πίεσης έκτακτης ανάγκης

Εάν η πίεση πέσει κάτω από το όριο:

• Το σύστημα ενεργοποιεί συναγερμούς

• Ο εφεδρικός ανεμιστήρας ξεκινά αυτόματα

• Αποτρέπει τα συμβάντα διακοπής λειτουργίας ή μόλυνσης

III. Έξυπνες Τεχνολογίες Ελέγχου: Από τον χειροκίνητο έλεγχο στην αυτόνομη λειτουργία

Τα παραδοσιακά συστήματα καθαρού χώρου βασίζονται σε μεγάλο βαθμό σε χειροκίνητες ρυθμίσεις. Το σύγχρονο σύστημα MAU + FFU + DCC υιοθετεί έξυπνες τεχνολογίες για την επίτευξη αυτοματοποιημένου ελέγχου ακριβείας.

1. Κεντρική πλατφόρμα παρακολούθησης (PLC/DCS)

Ενσωματώνει 30+ παραμέτρους:

• Θερμοκρασία / υγρασία

• Διαφορές πίεσης

• Κατάσταση ανεμιστήρα FFU

• Δεδομένα ψυχρού νερού DCC

Υποστηρίζει:

• Παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο

• Ανάλυση τάσεων

• Επισκόπηση ιστορικής καμπύλης

2. Αλγόριθμοι προσαρμοστικού ελέγχου

Παράδειγμα:
Όταν ένας χαράκτης ημιαγωγών ξεκινά και εισάγει θερμικό φορτίο, το σύστημα αυτόματα:

• Αυξάνει τη ροή του πηνίου ψύξης

• Ενισχύει την έξοδο DCC

• Επαναφέρει τη σταθερότητα εντός 10 δευτερολέπτων

3. Προγνωστική συντήρηση

Παρακολουθεί:

• Ρεύμα ανεμιστήρα FFU

• Πτώση πίεσης φίλτρου

• Απόδοση πηνίου DCC

Προβλέπει:

• Γήρανση κινητήρα

• Φράξιμο φίλτρου

• Ασυνήθιστη αντίσταση

4. Βελτιστοποίηση ενέργειας

Η τεχνητή νοημοσύνη ρυθμίζει έξυπνα:

• Ποσότητα λειτουργίας FFU

• Αναλογία φρέσκου αέρα

• Αντιστοίχιση φορτίου θερμοκρασίας & υγρασίας

Αποτελέσματα:

• 20–30% εξοικονόμηση ενέργειας

• Ιδανικό για μεγάλους καθαρούς χώρους ημιαγωγών

IV. Θέση σε λειτουργία και βελτιστοποίηση συστήματος: Διασφάλιση μέγιστης απόδοσης

1. Θέση σε λειτουργία μεμονωμένης μονάδας

MAU:

• Λειτουργία μετατροπέα ανεμιστήρα (30–100 Hz)

• Έλεγχος αντίστασης φίλτρου (≤10% απόκλιση)

• Δοκιμή απόκρισης T/H

FFU:

• Ομοιομορφία ταχύτητας ανέμου (±10%)

• Δοκιμή διαρροής HEPA

• Επίπεδο θορύβου ≤65 dB

DCC:

• Ακρίβεια ροής νερού ±5%

• Επαλήθευση ανταλλαγής θερμότητας πηνίου

2. Ολοκληρωμένη θέση σε λειτουργία

Προσομοίωση ακραίων σεναρίων:

• Υψηλή θερμοκρασία / υψηλή υγρασία

• Πλήρες θερμικό φορτίο εξοπλισμού

Χρησιμοποιήστε προηγμένα εργαλεία μέτρησης:

• Μετρητής σωματιδίων 0,1µm

• Καταγραφέας δεδομένων διαστήματος 10s

• 50+ σημεία δειγματοληψίας

3. Συνεχής βελτιστοποίηση

• Μεταβλητός έλεγχος FFU για μείωση του φορτίου κατά τη μερική λειτουργία

• Κύκλοι αντικατάστασης φίλτρων:

  • Πρωτογενές: 1–3 μήνες

  • Μέσο: 6–12 μήνες

  • HEPA: 2–3 χρόνια

Συμπέρασμα: Προηγμένος έλεγχος για κατασκευή υψηλής ακρίβειας

Το σύστημα καθαρού χώρου MAU + FFU + DCC είναι μια τεχνολογική ραχοκοκαλιά που επιτρέπει στους καθαρούς χώρους να μετακινηθούν από βασική συμμόρφωση σε απλό, έξυπνο περιβαλλοντικό έλεγχο.

Μέσω της συνεργασίας πολλαπλών επιπέδων θερμοκρασίας, υγρασίας, καθαριότητας και πίεσης—υποστηριζόμενη από έξυπνη παρακολούθηση και προσαρμοστικό έλεγχο—το σύστημα εξασφαλίζει ένα σταθερό και υψηλής απόδοσης καθαρό περιβάλλον κατάλληλο για εφαρμογές αιχμής σε ημιαγωγούς, βιοτεχνολογία και κατασκευή ακριβείας.

Ως επαγγελματίας πάροχος λύσεων μηχανικής καθαρού χώρου, παρέχουμε:

• Σχεδιασμός συστήματος

• Επιλογή εξοπλισμού

• Έξυπνη ενσωμάτωση

• Θέση σε λειτουργία και βελτιστοποίηση

• Υποστήριξη κύκλου ζωής

Εάν χρειάζεστε βοήθεια με τις τεχνολογίες ελέγχου καθαρού χώρου ή το σχεδιασμό έργων, η ομάδα μας είναι έτοιμη να σας βοηθήσει να επιτύχετε απόδοση κατασκευής και έρευνας παγκόσμιας κλάσης.