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半导体净化车间设计

发布时间:2022-06-18
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       半导体净化车间设计的设计范围包括:装修方案(围护、地面防水保温处理),暖通方案(空调设备、风管、水管等),特气供应方案(特气柜含保险控制、房间气体监测、EP级管道及BA级管道、供气管路尾气处理),压缩空气方案,废气处理方案(仪器设备POU处理、房间排风废气处理),电气方案(空调设备动力配电等),弱电工程,集成控制智能平台,纯水方案(冷却水、去离子水、超纯水、水管等),废水处理等等,下面合景净化工程公司就车间设计方案解析如下(非标准,下文仅供参考)。

半导体净化车间

合景净化工程公司实拍案例

一、结构围护工程

       墙板及吊顶:本工程隔墙采用企口型机制玻镁岩棉夹芯板0.426,玻镁岩棉彩钢板符合洁净厂房二级消防要求,玻镁岩棉彩钢夹芯板具有1000℃的耐火性能,耐火等级达到A级。岩棉密度:≥1000kg/m3;导热系数:≤0.046w/m.k;燃烧性能:A级(不燃)。耐火极限为30~120分钟。广泛应用于食品、电子、医药、饮料、生物研究等行业。
       地板:车间内采用防静电型PVC地板,其中千级和百级车间采用防静电型架高钢板,其它为普通型PVC地板。PVC地板是当今世界上非常流行的一种新型轻体地面装饰材料,也称为“轻体地材”使用非常广泛,比如家庭、医院、学校、办公楼、工厂、公共场所、超市、商业等各种场所。

二、暖通工程
       设备:空调制冷负荷:经统计计算,总冷负荷约500KW。采用恒温恒湿洁净空调,夏季采用磁悬浮水冷机组,冬季采用厂区锅炉热水供热。
       风管:风管采用共板法兰风管。
       水管:空调水管采用无缝钢管。水泵采用星-三角降压启动。

半导体净化车间

合景净化工程BIM技术场景

三、特种气体工程

       工艺气体种类多,纯度高,并且易燃易爆有毒。安全问题突出,为保证系统的安全和稳定可靠,建议采用进口成熟产品。
因为 MOCVD 生长使用的源是易燃、易爆、毒性很大的物质,并且要生长多组分、大面积、薄层和超薄层异质材料,因此在MOCVD 系统的设计思想上,通常要考虑系统密封性要好,流量、温度控制要精确,组分变换要迅速,系统要紧凑等。核心工作是气体输运系统和尾气处理系统。

四、空压气体工程
       螺杆式空压机组主要主要有以下系统组成:空气流程系统、润滑油流程系统、冷却系统、安全保护系统、控制系统及电气线路。螺杆式空压机组主要有压缩机、电动机、空气滤清器、进气阀、油气桶、空气冷却器、润滑油冷却器压力开关、单向阀、储气罐、压力表、自动排水器、安全阀等设备部件。另外在空压机系统中大多配置冷干机和空气干燥器。

五、废气工程
       由于半导体工艺对操作室清洁度要求极高,通常使用风机抽取工艺过程中挥发的各类废气,因此半导体行业废气排放具有排气量大、排放浓度小的特点。废气排放也以挥发为主。表中给出了不同生产工艺排放的废气组成。这些废气排放主要可以分为四类:酸性气体、碱性气体、有机废气和有毒气体。



半导体净化车间

生产废气排放源及组成表

       废气来源组成外延工序SiH4、SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4、AsH3、B2H6、PH3、HCl、H2清洗工序H2SO4、H2O2、HNO3、HCl、HF、H3PO4、NH4F、NH4OH 等光刻工序异丙醇、醋酸丁酯、甲苯、Cl2、BCl3、C2F6、C3F8、CF4、SF6、HF、HCl、NO、C3H8、HBr、H2S 等化学机械抛光NH4OH、NH4Cl、NH3、KOH、有机酸盐化学气相沉淀SiH4、SiH2Cl2、SiCl4、SiF4、CF4、B2H6、PH3、NF3、HCl、HF、NH3扩散、离子注入BF3、AsH3、PH3、H2、SiH4、SiH2Cl2、BBr3、BCl3、B2H6金属化工序SiH4、BCl3、AlCl3、TiCl4、WF6、TiF4、SiF4、AlF3、BF3、SF6等对酸性气体、碱性气体的处理一般都采用湿式洗涤塔技术。

       对于有机废气采用吸附、焚烧或两者相结合的处理方法。因为半导体工艺过程中有机废气具有排放流量大(通常大于11039 m3/小时)和浓度低(通常小于25ppmv)的特点,使用其它的处理技术难以达到令人满意的处理效率。沸石浓缩转轮后再吸附或焚烧。

六、废气工程
       由于半导体工艺对操作室清洁度要求极高,通常使用风机抽取工艺过程中会发的各类废气,因此半导体行业废气排放具有排气量大、排放浓度小的特点。废气排放也以挥发为主。表中给出了不同生产工艺排放的废气组成。这些废气排放主要可以分       为四类:酸性气体、碱性气体、有机废气和有毒气体。
       对酸性气体、碱性气体的处理一般都采用湿式洗涤塔技术。
       对于有机废气采用吸附、焚烧或两者相结合的处理办法。因为半导体工艺过程中有机废气具有排放流量大(通常大于11039m3/小时)和浓度低(通常小于25ppmv)的特点,使用其他的处理技术难以达到令人满意的处理效率。沸石浓缩转轮后再吸附或焚烧。

七、电气工程
       空调动力电工程:统计总用电量约830KW,空调用电约330KW。
       动力(镀锌线槽)沿墙体及天花敷设,再分至车间及设备电箱,安装在楼板下。主电缆采用YJV型号。

八、弱电系统工程
       1、高清视频监控系统空调动力电工程:统计总用电量约830KW,空调用电约330KW。
       2、动力(镀锌线槽)沿墙体及天花敷设,再分至车间及设备电箱,安装在楼板下。主电缆采用YJV型号。

九、智能平台
       洁净系统中的风量控制采用文丘里阀门,实时监控流量及状态,可在线诊断。并可以维持房间压力、温度、湿度的平稳可靠。中控室中把空调、特气、纯水、监控、房间温湿度等参数集成管理、显示、储存,并对数据进行打印输出及溯源查找。并经设备输出在参观通道播放,方便参观。

十、纯水工程
       1、设备产水能力
       2、RO系统:一级RO反渗透产水量≥8m3/h(水温保证在25℃时);二级RO反渗透产水量≥6m3/h(水温保证在25℃时)
       3、EDI系统:EDI产水量≥5m3/h(水温在25℃时)
       4、终端抛光混床产水能力为:≥5m3/H(水温保证在25℃时)
       5、设备产水水质指标
       终端抛光混床产水水质为:≥18.0MΩ.cm(水温保证在25℃时,测点在抛光混床出口3米内,95%时间)
其它技术指标参照我国的电子级水的技术指标(GB11446.1-1977)EW-1

半导体净化车间

       由于设备用水的级别各不相同,可以在本设计流程中的某段引出合适的使用点即可。对于超纯水必须采用UPVC材质(因金属管道会析出离子),特别对于圆晶的生产,超纯水会对额定的离子限值严格,所以采用进口的UPVC纯水管道对产品质量有保证。


十一、废水处理工程
       半导体制造及封装测试的各个工艺步骤都有大量的废水产生,主要以酸碱废水、含氟废水、有机废水为主。
⑴酸碱废水
       对于酸碱废水处理前的pH值一般在3-11范围内,时间间歇性强。在排放水体或进行生物处理或化学处理之前,必须进行中和,使废水pH值达到6.5~8.5。但对于工业废水中酸碱物质浓度高达3%~5%的废水,应首先考虑其回收。
⑵含氟废水
       含氟废水的治理技术主要为化学沉淀法,即投加化学药品形成氟化物沉淀或氟化物被吸附于所形成的沉淀物中而共沉淀,然后分离固体沉淀物即可除去氟化物。
⑶有机废水
       依靠物理法、化学法很难处理有机废水,通常采用生化法处理。
⑷金属废水
       金属废水的处理主要用化学沉淀法,废水中含有危害性很大的一些重金属和某些类金属(如砷)。