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電子工業(yè)潔凈廠房潔凈室氣流選型及送風量的確定

更新時間：2026-03-13 09:52:32瀏覽次數(shù)：0

引言

在電子工業(yè)的飛速發(fā)展進程中，電子工業(yè)廠房潔凈室的環(huán)境質(zhì)量成為決定產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)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(diào)控著潔凈室的環(huán)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(wèi)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(nèi)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(shù)通常在 10 - 60 次 /h，適用于 ISO 6 - 9 級潔凈環(huán)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(chǎn)。

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(qū)氣流分布較均勻，但周圍區(qū)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?zhèn)葔υO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(nèi)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(lián)合”，在對潔凈度要求嚴格的生產(chǎn)區(qū)域采用單向流，其他區(qū)域采用非單向流。這種組合既滿足了高潔凈度的生產(chǎn)需求，又能降低成本。在電子工業(yè)中，如 8in、12in 集成電路芯片生產(chǎn)用潔凈廠房以及 TFT - LCD 生產(chǎn)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(jù)自身產(chǎn)品和生產(chǎn)工藝需求，選擇不同的氣流類型。

1.集成電路芯片制造：

生產(chǎn) 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(xiàn)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(huán)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(huán)境，確保芯片的制造精度和質(zhì)量。

2.TFT - LCD 生產(chǎn)：

TFT - LCD 生產(chǎn)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(chǎn)區(qū)，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(chǎn)區(qū)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(qū)域則依靠非單向流維持相對較低的潔凈度，實現(xiàn)了生產(chǎn)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(lián)

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(huán)境，滿足普通電子產(chǎn)品生產(chǎn)需求；單向流可達到 1 - 5 級的高潔凈度，滿足高端半導體產(chǎn)品制造的嚴苛要求；混合流由于結合了兩種流型的優(yōu)勢，可應用于各種空氣潔凈度等級的潔凈室，在電子工業(yè)中應用廣泛。

四、影響 FFU 布置率的關鍵因素

在電子工業(yè)廠房潔凈室中，F(xiàn)FU 布置率受多種因素影響。

1.潔凈度要求：

潔凈度要求越高，F(xiàn)FU 布置率越高。在對潔凈度要求極高的區(qū)域，如集成電路芯片制造的關鍵工序區(qū)，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(qū)域對 FFU 依賴程度更高，需合理布置 FFU 以形成穩(wěn)定的單向流氣流。例如在 TFT - LCD 生產(chǎn)廠房的潔凈生產(chǎn)區(qū)，采用混合流流型時，關鍵生產(chǎn)區(qū)域設置單向流潔凈罩，這就要求在這些區(qū)域適當提高 FFU 布置率，滿足單向流的氣流要求。

3.生產(chǎn)工藝與設備布局：

生產(chǎn)工藝和設備布局也會影響 FFU 布置率。若生產(chǎn)工藝中存在局部發(fā)塵量大的設備，為保證周圍環(huán)境潔凈度，可能需在設備附近增加 FFU 布置數(shù)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(chǎn)區(qū)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(nèi)環(huán)境滿足生產(chǎn)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(jù)斷面風速計算送風量；非單向流潔凈室通常采用經(jīng)驗數(shù)據(jù)的換氣次數(shù)計算送風量，通過合適的換氣次數(shù)稀釋和排除室內(nèi)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(yè)人員、室內(nèi)照明和設備等產(chǎn)生的熱量；濕負荷主要來自室內(nèi)人員產(chǎn)濕量和室內(nèi)設備產(chǎn)濕量。根據(jù)熱、濕負荷計算出的送風量，是確保室內(nèi)溫濕度穩(wěn)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(yè)人員健康需求所需的新風量：國家標準規(guī)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(chǎn)生的風壓力接近5Pa，若潔凈室內(nèi)正壓值為5Pa，室外的污染空氣就有可能滲漏到室內(nèi)。但根據(jù)我國《工業(yè)建筑供暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范》(GB 50019)編制組提供的全國氣象資料統(tǒng)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(shù)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(huán)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(qū)與非潔凈區(qū)之間的壓差應不小于5Pa，潔凈區(qū)與室外的壓差應不小于10Pa。