技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及實驗室設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種高精度恒溫恒濕微電子百級潔凈實驗室。
背景技術(shù)
微電子技術(shù)是隨著集成電路,尤其是超大型規(guī)模集成電路而發(fā)展起來的一門新的技術(shù)。微電子芯片制造工藝流程中會不斷產(chǎn)生各種有毒性、腐蝕性和刺激性的化學氣態(tài)污染物,比如硅烷、二氯二氫硅、乙硅烷、三氯化硼、三氟化硼、磷烷、砷烷、氯氣、HCL、HF、H2NO3、溴化氫、氨氣、氧化亞氮、二氧化碳等,對室內(nèi)、室外空氣環(huán)境都會造成一定的污染,微電子實驗室需要充分考慮廢氣廢水處理。
微電子實驗室對環(huán)境的溫濕度、空氣潔凈度、震動性、噪音和電磁干擾等都有極高的要求,高精度芯片的光刻機需盡量減小環(huán)境和空氣中細小顆粒物對光刻工藝的干擾,在實驗室建立的位置、設(shè)計時要充分考慮各種各種環(huán)境影響因素,比如電子束光刻機,溫度、濕度以及風速的波動性對芯片樣品制作影響很大,需要在高精密穩(wěn)定的恒溫恒濕百級潔凈的環(huán)境中(溫度22℃±0.1℃、濕度±2%)才能降低芯片制成中對芯片樣品質(zhì)量的影響。
目前市面上已經(jīng)建造的微電子實驗室的百級實驗室,大多數(shù)對空氣層流的過程采用超高效FFU過濾模塊,實現(xiàn)了對室內(nèi)空氣中顆粒污染物的百級要求,但同樣對工藝產(chǎn)生質(zhì)量影響的化學氣態(tài)污染物沒能采取充分的處理措施,恒溫恒濕環(huán)境的控制也處于比較粗獷的水平,達不到波動度和穩(wěn)定度的精密控制的要求。在更換安裝超高效過濾的FFU模塊時,必須爬到頂部(高度空間足夠時)或在下面高空傾斜取放FFU模塊,增加工作人員的維護難度及安全的風險。此外,現(xiàn)有微電子實驗室內(nèi)的內(nèi)循環(huán)風從實驗室內(nèi)墻組合體底部的防靜電地板小孔回風到實驗室內(nèi)外墻形成的風道再回流到FFU風機濾網(wǎng)機組與實驗室外墻組合體的頂板之間的空間時,由于風道結(jié)構(gòu)造成風壓遞減,導致整個實驗室內(nèi)帶孔的防靜電地板上的回風風速以及整個FFU送風面風速不均勻,越靠近內(nèi)墻周邊的地方風量和風速會越大,從而導致微電子實驗室內(nèi)風速不均勻,風速不均勻會造成同批次或者不同批次芯片產(chǎn)品的質(zhì)量不穩(wěn)定。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明提出了一種高精度恒溫恒濕微電子百級潔凈實驗室,可以實現(xiàn)對微電子實驗室內(nèi)恒溫恒濕、風速均勻環(huán)境的精密控制,并確保微電子實驗室內(nèi)空氣百級潔凈度和低濃度化學污染氣體,降低了微電子芯片元件實驗樣品制程中的干擾因數(shù),提高微電子芯片的生產(chǎn)質(zhì)量。
為實現(xiàn)上述技術(shù)方案,本發(fā)明提供了一種高精度恒溫恒濕微電子百級潔凈實驗室,包括:實驗室外墻組合體,所述實驗室外墻組合體由多塊防凝露鋁蜂窩冷熱輻射外墻圍蔽而成,每塊防凝露鋁蜂窩冷熱輻射外墻均包括防凝露鋁蜂窩冷熱輻射板、安裝壓條和彩鋼板外墻,防凝露鋁蜂窩冷熱輻射板通過安裝壓條貼合安裝在彩鋼板外墻的內(nèi)側(cè)面;安裝在實驗室外墻組合體內(nèi)的實驗室內(nèi)墻組合體,所述實驗室外墻組合體與實驗室內(nèi)墻組合體之間形成風道,所述實驗室內(nèi)墻組合體由多塊防凝露鋁蜂窩冷熱輻射內(nèi)墻圍蔽而成,每塊防凝露鋁蜂窩冷熱輻射內(nèi)墻均包括防凝露鋁蜂窩冷熱輻射板、凹型龍骨和龍骨連接件,其中,兩塊防凝露鋁蜂窩冷熱輻射板對稱嵌入安裝在凹型龍骨內(nèi),并通過龍骨連接件鎖緊;安裝在實驗室外墻組合體上方的頂板,所述頂板內(nèi)側(cè)安裝有防凝露鋁蜂窩冷熱輻射板;安裝在頂板外側(cè)的全新風潔凈空調(diào)控制系統(tǒng),所述全新風潔凈空調(diào)控制系統(tǒng)用于實時獲取百級潔凈室內(nèi)的溫度和相對濕度值,并繪制焓濕圖,根據(jù)室內(nèi)溫濕度參數(shù)需求在焓濕圖上按照等焓線和等含濕量線劃分成不同的氣象分區(qū),然后以室內(nèi)需求的溫度、相對濕度計算得出的露點溫度為目標值,然后根據(jù)空調(diào)工況對應(yīng)不同外接環(huán)境,對室外新風參數(shù)進行控制,從而達到潔凈室要求的室內(nèi)溫濕度指標;安裝在實驗室外墻組合體頂部外側(cè)的室外風布風裝置,所述室外風布風裝置用于將全新風潔凈空調(diào)控制系統(tǒng)處理的恒溫恒濕新風均勻分布至實驗室內(nèi)墻組合體的頂部;安裝在驗室外墻組合體內(nèi)的FFU風量及地板回風風量控制系統(tǒng),所述FFU風量及地板回風風量控制系統(tǒng)用于根據(jù)現(xiàn)場情況分組系統(tǒng)進行風量微調(diào)控制,通過在吹風面的FFU過濾機組內(nèi)安裝風速傳感器,在回風的防靜電地板底下安裝電動風量調(diào)節(jié)閥,在觸摸屏系統(tǒng)設(shè)置好適合的面風速,實時檢測系統(tǒng)層流的面風速,兩組FFU過濾機組實時根據(jù)面風速傳感器反饋的面風速,增大或減少風機風量,以到達FFU風量微調(diào)控制,回風的電動風量調(diào)節(jié)閥開度再適當進行微調(diào),使得實驗室內(nèi)FFU送風層面和地板回風層面的風速均勻一致。
優(yōu)選的,本高精度恒溫恒濕微電子百級潔凈實驗室還包括冷熱輻射板流量控制系統(tǒng),所述冷熱輻射板流量控制系統(tǒng)設(shè)置成四組,分別安裝在實驗室的防凝露鋁蜂窩冷熱輻射外墻內(nèi)側(cè)、防凝露鋁蜂窩冷熱輻射內(nèi)墻外側(cè)、防凝露鋁蜂窩冷熱輻射內(nèi)墻內(nèi)側(cè)及頂板內(nèi)側(cè)的防凝露鋁蜂窩冷熱輻射板上,冷熱輻射板流量控制系統(tǒng)分別與安裝在防凝露鋁蜂窩冷熱輻射板上的冷回路管頂部的出水口和進水口的電動調(diào)節(jié)水閥和溫度傳感器電性連接,冷熱輻射板流量控制系統(tǒng)根據(jù)回水溫度實時控制電動調(diào)節(jié)水閥開度,控制冷熱輻射板流量,實現(xiàn)回水溫度的調(diào)節(jié),獲得最佳的水流量。
優(yōu)選的,所述防凝露鋁蜂窩冷熱輻射板包括靜電噴涂鋁板、鋁蜂窩輻射板和水冷回路管,所述水冷回路管嵌入安裝在鋁蜂窩輻射板內(nèi),水冷回路管的頂部出水口和進水口延伸至鋁蜂窩輻射板的外側(cè),且水冷回路管與鋁蜂窩輻射板對接處的孔隙內(nèi)填滿導熱密封膠,鋁蜂窩輻射板的蜂窩孔內(nèi)填充有干燥劑,前后兩塊靜電噴涂鋁板分別貼合安裝在鋁蜂窩輻射板的前后兩側(cè),所述水冷回路管頂部出水口和進水口均安裝有水管接頭,所述水冷回路管頂部的出水口和進水口均通過水管接頭與外部循環(huán)水管路連接,所述冷回路管頂部的出水口和進水口均安裝有電動調(diào)節(jié)水閥和溫度傳感器。
優(yōu)選的,所述全新風潔凈空調(diào)控制系統(tǒng)包括室外新風溫濕度處理裝置,所述室外新風溫濕度處理裝置由第一外殼體、第二外殼體和第三外殼體拼接而成殼體,其中,所述第一外殼體內(nèi)沿氣體流動方向依次設(shè)置有進風室、第一過濾室、預(yù)熱室和第一表冷室,所述第一過濾室內(nèi)安裝有過濾器組件,所述預(yù)熱室內(nèi)安裝有電熱管,所述第一表冷室內(nèi)安裝有蒸發(fā)盤管,所述第二外殼體內(nèi)沿氣體流動方向依次設(shè)置有加濕室、第二表冷室和再熱室,所述加濕室內(nèi)安裝有加濕器,所述第二表冷室內(nèi)安裝有蒸發(fā)盤管,所述再熱室內(nèi)安裝有電熱管,所述第三外殼體內(nèi)沿氣體流動方向依次設(shè)置有風機室、高效過濾室和出風室,所述風機室內(nèi)安裝有EC風機,所述高效過濾室內(nèi)安裝有高效過濾器;所述第一外殼體上位于進風室和第一過濾室之間安裝有第一壓差開關(guān),所述風機室的進風口處安裝有第二壓差開關(guān),所述風機室的出風口處與高效過濾室之間安裝有第三壓差開關(guān);所述第一外殼體上位于第一表冷室處安裝有與第一表冷室內(nèi)蒸發(fā)盤管相連通的進水管和出水管,所述進水管和出水管上分別安裝有第一電動調(diào)節(jié)水閥和第二電動調(diào)節(jié)水閥;所述第二外殼體上位于加濕室處安裝有第一溫濕度傳感器和焓值傳感器,所述第三外殼體上位于出風室處安裝有第二溫濕度傳感器。
優(yōu)選的,所述FFU風量及地板回風風量控制系統(tǒng)包括安裝在實驗室內(nèi)墻組合體頂部的FFU送風控制系統(tǒng),所述FFU送風控制系統(tǒng)由多個安裝在實驗室內(nèi)墻組合體頂部且成方形矩陣分布的FFU過濾機組組成,所述FFU送風控制系統(tǒng)中呈方形矩陣分布的FFU過濾機組按照送風區(qū)域的不同劃分為三個可獨立控制的FFU送風風速調(diào)控組合Ⅰ、FFU送風風速調(diào)控組合Ⅱ和FFU送風風速調(diào)控組合Ⅲ,每個FFU過濾機組的出風口都安裝有風速傳感器;安裝在實驗室內(nèi)墻組合體底部的地板回風控制系統(tǒng),所述地板回風控制系統(tǒng)由多塊安裝在實驗室內(nèi)墻組合體底部且成方形矩陣分布的防靜電地板組成,每塊防靜電地板表面都均勻開設(shè)有風孔,所述地板回風控制系統(tǒng)中呈方形矩陣分布的防靜電地板按照回風區(qū)域的不同劃分為三個可獨立控制的地面回風風速調(diào)控組合Ⅰ、地面回風風速調(diào)控組合Ⅱ和地面回風風速調(diào)控組合Ⅲ,每塊防靜電地板的下方均安裝有電動風量調(diào)節(jié)閥;中央控制器,所述中央控制器分別與每個FFU過濾機組、風速傳感器、電動風量調(diào)節(jié)閥電性連接,中央控制器根據(jù)風速傳感器收集的風速數(shù)據(jù)設(shè)定相應(yīng)防靜電地板下方電動風量調(diào)節(jié)閥的回風量,使得FFU送風層面和地板回風層面的風速均勻一致。
優(yōu)選的,所述FFU過濾機組包括FFU過濾機組本體、化學凈化模塊、高效過濾器和鋁型材龍骨組件,所述鋁型材龍骨組件由四條鋁型材龍骨首尾相接拼接而成,鋁型材龍骨首尾拼接處通過龍骨連接件固定連接,每個鋁型材龍骨的左右兩側(cè)均設(shè)置有插片對接鉤片,鋁型材插片通過鉤位與插片對接鉤片契合后固定在鋁型材龍骨上且向外凸出,每個鋁型材龍骨的頂部均設(shè)置有頂部鉤槽,吊桿組件的底部通過T型螺桿嵌入鋁型材龍骨的頂部鉤槽內(nèi),吊桿組件的頂部懸吊在實驗室外墻組合體的頂板上,高效過濾器貼合安裝在化學凈化模塊的底部,化學凈化模塊貼合安裝在FFU過濾機組本體的底部,高效過濾器的四個端邊分別搭放在插入至四條鋁型材龍骨的四個鋁型材插片上,風速傳感器安裝在高效過濾器底部的出風口,所述FFU過濾機組本體的前后兩個側(cè)面各對應(yīng)安裝有兩個不銹鋼安全插銷,每個不銹鋼安全插銷內(nèi)均安裝有向外凸出的插針。
優(yōu)選的,所述吊桿組件包括吊桿、吊桿安裝框和T型螺桿,所述T型螺桿的頂部鎖緊安裝在吊桿安裝框的底部,且T型螺桿的T型端頭嵌入安裝在鋁型材龍骨的頂部鉤槽內(nèi),所述吊桿的底部鎖緊固定在吊桿安裝框的頂部,吊桿的頂部懸吊在實驗室外墻組合體的頂板上,每條鋁型材龍骨均通過兩個吊桿組件懸吊在實驗室外墻組合體的頂板上,所述FFU過濾機組本體包括外殼,風機安裝在外殼內(nèi),所述外殼頂部與風機正對處設(shè)置有入風口,風機的出風口處安裝有導流片。
優(yōu)選的,所述化學凈化模塊內(nèi)填充有高比表面積、多微孔的精細三氧化二鋁過濾基材,所述三氧化二鋁過濾基材表面浸潤有強氧化的高錳酸鉀和氫氧化鉀。
優(yōu)選的,本高精度恒溫恒濕微電子百級潔凈實驗室還包括CO2舒適度排補風室內(nèi)正壓控制系統(tǒng)、空調(diào)水循環(huán)控制系統(tǒng)、照明系統(tǒng)和中央控制系統(tǒng),所述CO2舒適度排補風室內(nèi)正壓控制系統(tǒng)通過實驗室內(nèi)安裝的CO2傳感器、壓差傳感器,實時檢測實驗室內(nèi)的CO2濃度,當CO2濃度過大時,實時增大系統(tǒng)的新風量,當CO2濃度處于舒適范圍時,回調(diào)新風量,在調(diào)節(jié)補風新風量的同時,通過壓差傳感器實時檢測實驗室內(nèi)的壓力,并根據(jù)壓力參數(shù)實時調(diào)節(jié)排風閥開度,控制實驗室的舒適度及系統(tǒng)的正壓穩(wěn)定;所述空調(diào)水循環(huán)控制系統(tǒng)通過三位浮點控制方法調(diào)節(jié)安裝在實驗室循環(huán)水供水主管和回水主管上的旁通電動蝶閥開度,使實驗室循環(huán)水供水主管和回水主管之間的壓差始終保持在設(shè)定值允許誤差范圍內(nèi);所述照明系統(tǒng)通過觸摸屏控制或面板開關(guān)控制實驗室的照明;所述中央控制系統(tǒng)分別與全新風潔凈空調(diào)控制系統(tǒng)、FFU風量及地板回風風量控制系統(tǒng)、CO2舒適度排補風室內(nèi)正壓控制系統(tǒng)、空調(diào)水循環(huán)控制系統(tǒng)和照明系統(tǒng)連接,用于實現(xiàn)全新風潔凈空調(diào)控制系統(tǒng)、FFU風量及地板回風風量控制系統(tǒng)、CO2舒適度排補風室內(nèi)正壓控制系統(tǒng)、空調(diào)水循環(huán)控制系統(tǒng)和照明系統(tǒng)的自動調(diào)節(jié)。
優(yōu)選的,所述實驗室內(nèi)墻組合體內(nèi)的防靜電地板上安裝有光刻機、通風柜和實驗桌,所述光刻機的頂部安裝有風速傳感器和煙霧傳感器,所述實驗室內(nèi)墻組合體的頂部安裝有TVOC傳感器、溫濕度傳感器和CO2傳感器,水路管道安裝在實驗室內(nèi)墻組合體與實驗室外墻組合體的間隙之間,所述實驗室內(nèi)墻組合體的內(nèi)壁上安裝有氣路閥、攝像頭、粒子計數(shù)器、對講機和照明開關(guān),所述實驗室外墻組合體的側(cè)壁上設(shè)置有安全密閉門和緩沖間密閉門,所述頂板外側(cè)安裝有冷凍進水管和冷凍水出水管,所述冷凍進水管有電動流量水閥,所述冷凍水出水管上安裝有水溫傳感器。
本發(fā)明提供的一種高精度恒溫恒濕微電子百級潔凈實驗室的有益效果在于:
(1)本高精度恒溫恒濕微電子百級潔凈實驗室通過對實驗室整體結(jié)構(gòu),及實驗室外墻組合體結(jié)構(gòu)、實驗室內(nèi)墻組合體結(jié)構(gòu)、全新風潔凈空調(diào)控制系統(tǒng)、FFU風量及地板回風風量控制系統(tǒng)、CO2舒適度排補風室內(nèi)正壓控制系統(tǒng)和冷熱輻射板流量控制系統(tǒng)等關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新性設(shè)計,可以實現(xiàn)對微電子實驗室內(nèi)恒溫恒濕、風速均勻環(huán)境的精密控制,確保微電子實驗室內(nèi)空氣百級潔凈度和低濃度化學污染氣體,降低了微電子芯片元件實驗樣品制程中的干擾因數(shù),提高微電子芯片的生產(chǎn)質(zhì)量。
(2)本高精度恒溫恒濕微電子百級潔凈實驗室通過對FFU風量及地板回風風量控制系統(tǒng)的創(chuàng)新性設(shè)計,可以確保微電子實驗室內(nèi)空氣百級潔凈度和低濃度化學污染氣體,降低了微電子芯片元件實驗樣品制程中的干擾因數(shù)和提高科研人員的實驗室內(nèi)工作環(huán)境;獨特的FFU上送風下回風風量自動控制微調(diào)系統(tǒng),保證了自上而下的風量風速的均勻一致性。實際工作時,外部經(jīng)過處理的空氣首先經(jīng)由室外風布風裝置通過實驗室外墻組合體與實驗室內(nèi)墻組合體頂部之間的風道向安裝在實驗室內(nèi)墻組合體頂部的FFU送風控制系統(tǒng)進行布風,F(xiàn)FU送風控制系統(tǒng)可根據(jù)安裝在各個FFU過濾機組中的風速傳感器獲得風速數(shù)據(jù),中央控制器根據(jù)風速傳感器收集的風速數(shù)據(jù)設(shè)定相應(yīng)防靜電地板下方電動風量調(diào)節(jié)閥的回風量,從而使得FFU送風層面和地板回風層面的風速均勻一致,克服了現(xiàn)有技術(shù)中實驗室內(nèi)的內(nèi)循環(huán)風從實驗室內(nèi)墻組合體底部的防靜電地板小孔回風到實驗室內(nèi)外墻形成的風道再回流到FFU風機濾網(wǎng)機組與實驗室外墻組合體的頂板之間的空間時,由于風道結(jié)構(gòu)造成風壓遞減,導致整個實驗室內(nèi)帶孔的防靜電地板上的回風風速以及整個FFU送風面風速不均勻,越靠近內(nèi)墻周邊的地方風量和風速會越大的缺陷,提高了芯片產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性。
(3)本高精度恒溫恒濕微電子百級潔凈實驗室通過對FFU過濾機組的結(jié)構(gòu)設(shè)計,極大的方便了FFU風機濾網(wǎng)機組的安裝和拆卸。實際安裝時,首先利用龍骨連接件將四條鋁型材龍骨首尾相接拼接成鋁型材龍骨組件,然后使用吊桿組件將組裝好的鋁型材龍骨組件吊裝在實驗室的頂板上,然后將高效過濾器、化學凈化模塊和FFU過濾機組本體安裝成一體的FFU組件,再放置在升降機平臺上,利用升降機平臺將上述FFU組件經(jīng)由鋁型材龍骨組件中心的框孔頂升至鋁型材龍骨組件的上方,然后將鋁型材插片以斜位插入鋁型材龍骨的插片對接鉤片的槽內(nèi),旋轉(zhuǎn)鋁型材插片水平推入,上移后外拉,下移往里推,使得插片對接鉤片與鋁型材插片的鉤位緊密勾連,鋁型材插片緊固連接在鋁型材龍骨上,鋁型材插片作為FFU組件的支撐件,然后控制升降機平臺下降,升降機平臺在下降的過程中FFU組件搭放在鋁型材插片上,實現(xiàn)FFU組件的承托。當需要拆卸FFU組件時,只需使用升降機平臺上頂,將FFU組件頂起后,對鋁型材插片進行反向操作,將鋁型材插片從鋁型材龍骨上分離,然后通過升降機平臺將FFU組件從鋁型材龍骨組件中心的框孔下降至地面即可,極大的方便了FFU風機濾網(wǎng)機組的安裝和拆卸。
(4)本高精度恒溫恒濕微電子百級潔凈實驗室通過對全新風潔凈空調(diào)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計,可以對進入實驗室的室外新風進行處理,便于對微電子實驗室內(nèi)恒溫恒濕環(huán)境的精密控制。實際工作時,首先通過風機室內(nèi)安裝的EC風機產(chǎn)生抽吸力,使得室外空氣依次經(jīng)過第一外殼體內(nèi)的進風室、第一過濾室、預(yù)熱室、第一表冷室,第二外殼體內(nèi)的加濕室、第二表冷室、再熱室,第三外殼體內(nèi)的風機室、高效過濾室、出風室,最后進入微電子實驗室的室內(nèi)。當室外空氣經(jīng)過第一過濾室時,通過安裝在第一過濾室內(nèi)的過濾器組件對室外空氣中可能含有的大顆粒雜質(zhì)、灰塵以及有污染的化學氣體進行過濾,然后進入預(yù)熱室,通過安裝在預(yù)熱室內(nèi)的電熱管對空氣進行預(yù)熱至設(shè)定的溫度,然后再進入第一表冷室,通過安裝在第一表冷室內(nèi)的蒸發(fā)盤管對空氣進行濕度的控制,然后進入加濕室對空氣的濕度再次進行調(diào)控,加濕后的空氣進入第二表冷室,通過安裝在第二表冷室內(nèi)的蒸發(fā)盤管再次進行精確的濕度控制,經(jīng)過濕度精確控制的空氣被輸送至再熱室進行溫度的精確調(diào)節(jié),然后通過風機室內(nèi)的EC風機的引風,經(jīng)過高效過濾室內(nèi)高效過濾器的高效過濾后,經(jīng)由出風室進入微電子實驗室的室內(nèi),為微電子實驗室提供溫度和濕度穩(wěn)定的新風,減少了新風的濕度和溫度波動,便于對微電子實驗室內(nèi)恒溫恒濕環(huán)境的精密控制。
(5)本高精度恒溫恒濕微電子百級潔凈實驗室通過對冷熱輻射板流量控制系統(tǒng)的創(chuàng)新性結(jié)構(gòu)設(shè)計,可以實現(xiàn)水冷熱循環(huán)系統(tǒng)保持不間斷的溫度動態(tài)微調(diào)控制,通過安裝在實驗室的防凝露鋁蜂窩冷熱輻射外墻內(nèi)側(cè)、防凝露鋁蜂窩冷熱輻射內(nèi)墻外側(cè)、防凝露鋁蜂窩冷熱輻射內(nèi)墻內(nèi)側(cè)及頂板內(nèi)側(cè)的防凝露鋁蜂窩冷熱輻射板持續(xù)實現(xiàn)室內(nèi)空氣的熱量不斷通過對流、輻射或吸收、傳導與冷熱循環(huán)系統(tǒng)里的水媒介質(zhì)實現(xiàn)熱量交換,實現(xiàn)對室內(nèi)空氣溫度調(diào)節(jié),具有節(jié)能、不凝水、不集塵、少維護的特點,內(nèi)外墻間隔形成的空氣循環(huán)通道不需要維修維護;當降溫過程,防凝露鋁蜂窩冷熱輻射外墻內(nèi)側(cè)比室內(nèi)空氣溫度低,空氣中的熱量不斷被吸收、傳導到冷媒循環(huán)系統(tǒng)的冷卻水中,通過水路循環(huán)外機排出熱量;當升溫過程,冷媒循環(huán)系統(tǒng)的水溫度升高,循環(huán)水的熱量通過鋁蜂窩輻射板的傳導、輻射、對流到室內(nèi)高頻率內(nèi)循環(huán)空氣中,均勻調(diào)升空氣溫度,從而可以確保室內(nèi)恒溫恒濕環(huán)境的精確控制。
(6)本高精度恒溫恒濕微電子百級潔凈實驗室通過對防凝露鋁蜂窩冷熱輻射板的結(jié)構(gòu)設(shè)計,可以保持持續(xù)的冷熱量傳導、輻射或吸收、對流,防止板的表面出現(xiàn)凝露、反潮現(xiàn)象。實際工作時,水冷回路管內(nèi)可以走與空調(diào)控制溫度相近的冷卻水,冷熱量通過鋁蜂窩輻射板傳導、輻射或吸收,使得靜電噴涂鋁板表面的溫度可以始終保持與空調(diào)控制的溫度相近,并且通過在鋁蜂窩輻射板的蜂窩孔里填充干燥劑,使被兩面靜電噴涂鋁板封住的鋁蜂窩輻射板內(nèi)蜂窩孔里的空氣與外面隔絕,并始終處于干燥狀態(tài),進而可以防止靜電噴涂鋁板的表面出現(xiàn)凝露、反潮現(xiàn)象,有利于對對微電子實驗室內(nèi)恒溫恒濕環(huán)境的精確控制。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的內(nèi)部立體結(jié)構(gòu)安裝示意圖Ⅰ。
圖2為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)安裝示意圖。
圖3為本發(fā)明的內(nèi)部立體結(jié)構(gòu)安裝示意圖Ⅱ。
圖4為本發(fā)明的系統(tǒng)控制示意圖。
圖5為本發(fā)明的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為本發(fā)明中室外新風溫濕度處理裝置的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7為本發(fā)明中FFU送風控制系統(tǒng)的布局圖。
圖8為本發(fā)明中地板回風控制系統(tǒng)的布局圖。
圖9為本發(fā)明中FFU過濾機組的立體結(jié)構(gòu)裝配示意圖。
圖10為本發(fā)明中FFU過濾機組的立體結(jié)構(gòu)爆炸示意圖。
圖11為本發(fā)明中FFU過濾機組的裝配結(jié)構(gòu)剖視圖。
圖12為本發(fā)明中FFU過濾機組的吊桿組件與鋁型材龍骨的立體裝配結(jié)構(gòu)示意圖。
圖13為本發(fā)明中FFU過濾機組的吊桿組件與鋁型材龍骨、鋁型材插片的裝配結(jié)構(gòu)示意圖。
圖14為本發(fā)明中FFU過濾機組的鋁型材插片與鋁型材龍骨的安裝步驟結(jié)構(gòu)示意圖。
圖15為發(fā)明中防凝露鋁蜂窩冷熱輻射板的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖16為發(fā)明中防凝露鋁蜂窩冷熱輻射板的內(nèi)部結(jié)構(gòu)安裝示意圖。
圖17為發(fā)明中防凝露鋁蜂窩冷熱輻射板的橫向截面剖視圖。
圖18為發(fā)明中防凝露鋁蜂窩冷熱輻射內(nèi)墻的立體結(jié)構(gòu)爆炸示意圖。
圖19為發(fā)明中防凝露鋁蜂窩冷熱輻射內(nèi)墻的橫向截面剖視圖。
圖20為發(fā)明中防凝露鋁蜂窩冷熱輻射內(nèi)墻的內(nèi)部結(jié)構(gòu)安裝示意圖。
圖21為發(fā)明中防凝露鋁蜂窩冷熱輻射外墻的立體結(jié)構(gòu)爆炸示意圖。
圖22為發(fā)明中防凝露鋁蜂窩冷熱輻射外墻的橫向截面剖視圖。
圖中:1、實驗室內(nèi)墻組合體;2、FFU送風控制系統(tǒng);3、地板回風控制系統(tǒng);4、實驗室外墻組合體;5、室外風布風裝置;6、電動風量調(diào)節(jié)閥;7、室外新風溫濕度處理裝置;8、防凝露鋁蜂窩冷熱輻射板;9、水路管道;10、TVOC傳感器;11、溫濕度傳感器;12、CO2傳感器;13、風速傳感器;14、煙霧傳感器;15、防靜電地板;16、實驗桌;17、安全密閉門;18、頂板;19、冷凍進水管;20、電動流量水閥;21、水溫傳感器;22、冷凍水出水管;23、緩沖間密閉門;24、通風柜;25、光刻機;26、氣路閥;27、攝像頭;28、粒子計數(shù)器;29、對講機;30、照明開關(guān);
201、FFU送風風速調(diào)控組合Ⅰ;202、FFU送風風速調(diào)控組合Ⅱ;203、FFU送風風速調(diào)控組合Ⅲ;211、FFU過濾機組本體;212、安全插銷;213、化學凈化模塊;214、高效過濾器;215、吊桿組件;2151、吊桿;2152、吊桿安裝框;2153、T型螺桿;216、龍骨連接件;217、鋁型材插片;218、鋁型材龍骨;2181、頂部鉤槽;2182、插片對接鉤片;219、風速傳感器;2110、把手;2111、外殼;2112、入風口;2113、風機;2114、導流片;
31、地面回風風速調(diào)控組合Ⅰ;32、地面回風風速調(diào)控組合Ⅱ;33、地面回風風速調(diào)控組合Ⅲ;
71、第一外殼體;72、第二外殼體;73、第三外殼體;74、進風室;75、第一過濾室;76、預(yù)熱室;77、第一表冷室;78、加濕室;79、第二表冷室;710、再熱室;711、風機室;712、高效過濾室;713、出風室;714、第一壓差開關(guān);715、第一電動調(diào)節(jié)水閥;716、第二電動調(diào)節(jié)水閥;717、第一溫濕度傳感器;718、焓值傳感器;719、第三電動調(diào)節(jié)水閥;720、第四電動調(diào)節(jié)水閥;721、第二壓差開關(guān);722、第三壓差開關(guān);723、第二溫濕度傳感器;
81、靜電噴涂鋁板;82、鋁蜂窩輻射板;83、水冷回路管;84、干燥劑;85、導熱密封膠;86、布線槽;87、凹型龍骨;88、龍骨連接件;89、安裝壓條;810、彩鋼板外墻。
具體實施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖,對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例。本領(lǐng)域普通人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,均屬于本發(fā)明的保護范圍。
實施例:一種高精度恒溫恒濕微電子百級潔凈實驗室。
一種高精度恒溫恒濕微電子百級潔凈實驗室,包括:實驗室外墻組合體4,參照圖1、圖21和圖22所示,所述實驗室外墻組合體4由多塊防凝露鋁蜂窩冷熱輻射外墻圍蔽而成,每塊防凝露鋁蜂窩冷熱輻射外墻均包括防凝露鋁蜂窩冷熱輻射板8、安裝壓條89和彩鋼板外墻810,防凝露鋁蜂窩冷熱輻射板8通過安裝壓條89貼合安裝在彩鋼板外墻810的內(nèi)側(cè)面。安裝在實驗室外墻組合體4內(nèi)的實驗室內(nèi)墻組合體1,參照圖1、圖18至圖20所示,所述實驗室外墻組合體4與實驗室內(nèi)墻組合體1之間形成風道,所述實驗室內(nèi)墻組合體1由多塊防凝露鋁蜂窩冷熱輻射內(nèi)墻圍蔽而成,每塊防凝露鋁蜂窩冷熱輻射內(nèi)墻均包括防凝露鋁蜂窩冷熱輻射板8、凹型龍骨87和龍骨連接件88,其中,兩塊防凝露鋁蜂窩冷熱輻射板8對稱嵌入安裝在凹型龍骨87內(nèi),并通過龍骨連接件88鎖緊。安裝在實驗室外墻組合體4上方的頂板18,所述頂板18內(nèi)側(cè)安裝有防凝露鋁蜂窩冷熱輻射板8。
參照圖1至圖3所示,所述實驗室內(nèi)墻組合體1內(nèi)的防靜電地板15上安裝有光刻機25、通風柜24和實驗桌16,所述光刻機25的頂部安裝有風速傳感器13和煙霧傳感器14,所述實驗室內(nèi)墻組合體1的頂部安裝有TVOC傳感器10、溫濕度傳感器11和CO2傳感器12,水路管道9安裝在實驗室內(nèi)墻組合體1與實驗室外墻組合體4的間隙之間,所述實驗室內(nèi)墻組合體1的內(nèi)壁上安裝有氣路閥26、攝像頭27、粒子計數(shù)器28、對講機29和照明開關(guān)30,所述實驗室外墻組合體4的側(cè)壁上設(shè)置有安全密閉門17和緩沖間密閉門23,所述頂板18外側(cè)安裝有冷凍進水管19和冷凍水出水管22,所述冷凍進水管19有電動流量水閥20,所述冷凍水出水管22上安裝有水溫傳感器21。
參照圖15和圖17所示,所述防凝露鋁蜂窩冷熱輻射板8包括:靜電噴涂鋁板81、鋁蜂窩輻射板82和水冷回路管83,所述水冷回路管83嵌入安裝在鋁蜂窩輻射板82內(nèi),水冷回路管83為一次彎曲成型的銅管,沒有斷接處,上述特征保證了鋁蜂窩輻射板82內(nèi)不存在滲水、漏水需要維修情況。水冷回路管83的頂部出水口和進水口延伸至鋁蜂窩輻射板82的外側(cè),且水冷回路管83與鋁蜂窩輻射板82對接處的孔隙內(nèi)填滿導熱密封膠85,確保水冷回路管83與鋁蜂窩輻射板82對接處具有良好的密封性,水冷回路管83頂部出水口和進水口均安裝有水管接頭,所述水冷回路管83頂部的出水口和進水口分別通過水管接頭與外部的冷凍水出水管22和冷凍進水管19連接,以方便向水冷回路管3內(nèi)注水循環(huán),所述冷回路管83頂部的出水口和進水口均安裝有電動調(diào)節(jié)水閥和溫度傳感器,并與冷熱輻射板流量控制系統(tǒng)連接。鋁蜂窩輻射板82的蜂窩孔內(nèi)填充有干燥劑84,前后兩塊靜電噴涂鋁板81分別貼合安裝在鋁蜂窩輻射板82的前后兩側(cè),通過在鋁蜂窩輻射板82的蜂窩孔里填充干燥劑84,使被兩面靜電噴涂鋁板81封住的鋁蜂窩輻射板82內(nèi)蜂窩孔里的空氣與外面隔絕,并始終處于干燥狀態(tài),不會出現(xiàn)結(jié)露滲水的情況。所述鋁蜂窩輻射板82內(nèi)預(yù)埋有貫穿鋁蜂窩輻射板82頂部和底部的布線槽86,降低了安裝過程中穿線電線或數(shù)據(jù)傳輸線的施工難度,并且增強了布線美觀性。
本防凝露鋁蜂窩冷熱輻射板8設(shè)計合理,結(jié)構(gòu)簡單,可以保持持續(xù)的冷熱量傳導、輻射或吸收、對流,防止板的表面出現(xiàn)凝露、反潮現(xiàn)象。實際工作時,水冷回路管83內(nèi)可以走與空調(diào)控制溫度相近的冷卻水,冷熱量通過鋁蜂窩輻射板82傳導、輻射或吸收,使得靜電噴涂鋁板81表面的溫度可以始終保持與空調(diào)控制的溫度相近,進而可以防止靜電噴涂鋁板81的表面出現(xiàn)凝露、反潮現(xiàn)象。由于靜電噴涂鋁板81表面經(jīng)過靜電噴粉操作,增大了鋁蜂窩輻射板82熱量輻射表面積,同時在鋁蜂窩輻射板82的蜂窩孔里填充干燥劑84,使被兩面靜電噴涂鋁板81封住的鋁蜂窩輻射板82內(nèi)蜂窩孔里的空氣與外面隔絕,并始終處于干燥狀態(tài),不會出現(xiàn)結(jié)露滲水的情況,進一步提高防止表面出現(xiàn)凝露、反潮的效果,有利于對對微電子實驗室內(nèi)恒溫恒濕環(huán)境的精確控制。
參照圖4所示,本高精度恒溫恒濕微電子百級潔凈實驗室還包括冷熱輻射板流量控制系統(tǒng),所述冷熱輻射板流量控制系統(tǒng)設(shè)置成四組,分別安裝在實驗室的防凝露鋁蜂窩冷熱輻射外墻內(nèi)側(cè)、防凝露鋁蜂窩冷熱輻射內(nèi)墻外側(cè)、防凝露鋁蜂窩冷熱輻射內(nèi)墻內(nèi)側(cè)及頂板18內(nèi)側(cè)的防凝露鋁蜂窩冷熱輻射板8上,冷熱輻射板流量控制系統(tǒng)分別與安裝在防凝露鋁蜂窩冷熱輻射板8上的冷回路管頂部的出水口和進水口的電動調(diào)節(jié)水閥和溫度傳感器電性連接,冷熱輻射板流量控制系統(tǒng)根據(jù)回水溫度實時控制電動調(diào)節(jié)水閥開度,控制冷熱輻射板流量,實現(xiàn)回水溫度的調(diào)節(jié),獲得最佳的水流量。通過對冷熱輻射板流量控制系統(tǒng)的創(chuàng)新性結(jié)構(gòu)設(shè)計,可以實現(xiàn)水冷熱循環(huán)系統(tǒng)保持不間斷的溫度動態(tài)微調(diào)控制,通過安裝在實驗室的防凝露鋁蜂窩冷熱輻射外墻內(nèi)側(cè)、防凝露鋁蜂窩冷熱輻射內(nèi)墻外側(cè)、防凝露鋁蜂窩冷熱輻射內(nèi)墻內(nèi)側(cè)及頂板18內(nèi)側(cè)的防凝露鋁蜂窩冷熱輻射板8持續(xù)實現(xiàn)室內(nèi)空氣的熱量不斷通過對流、輻射或吸收、傳導與冷熱循環(huán)系統(tǒng)里的水媒介質(zhì)實現(xiàn)熱量交換,實現(xiàn)對室內(nèi)空氣溫度調(diào)節(jié),具有節(jié)能、不凝水、不集塵、少維護的特點,內(nèi)外墻間隔形成的空氣循環(huán)通道不需要維修維護;當降溫過程,防凝露鋁蜂窩冷熱輻射外墻內(nèi)側(cè)比室內(nèi)空氣溫度低,空氣中的熱量不斷被吸收、傳導到冷媒循環(huán)系統(tǒng)的冷卻水中,通過水路循環(huán)外機排出熱量;當升溫過程,冷媒循環(huán)系統(tǒng)的水溫度升高,循環(huán)水的熱量通過鋁蜂窩輻射板的傳導、輻射、對流到室內(nèi)高頻率內(nèi)循環(huán)空氣中,均勻調(diào)升空氣溫度,從而可以確保室內(nèi)恒溫恒濕環(huán)境的精確控制。
參照圖1至圖6所示,本高精度恒溫恒濕微電子百級潔凈實驗室還包括安裝在頂板外側(cè)的全新風潔凈空調(diào)控制系統(tǒng)。由于傳統(tǒng)空調(diào)控制中要實現(xiàn)溫度、相對濕度參數(shù)的精準控制,并保證一定的控制精度,是很困難的。且實際上由于溫度、相對濕度之間存在一定的耦合現(xiàn)象,即在絕對含濕量不變的情況下,溫度升高、相對濕度減少,而溫度降低、相對濕度增加,由于兩者耦合、過程精度控制不夠嚴格帶來處理過程中冷熱量相互抵消的現(xiàn)象,造成能源的極大浪費�;诖�,本發(fā)明提供的全新風潔凈空調(diào)控制系統(tǒng)采用以潔凈實驗室要求的溫度、相對濕度計算出的露點溫度為目標控制值,避免由于兩者耦合、過程精度控制不夠嚴格帶來處理過程中冷熱量相互抵消,造成能源極大浪費的現(xiàn)象。
本全新風潔凈空調(diào)控制系統(tǒng)用于實時獲取百級潔凈室內(nèi)的溫度和相對濕度值,并繪制焓濕圖,根據(jù)室內(nèi)溫濕度參數(shù)需求在焓濕圖上按照等焓線和等含濕量線劃分成不同的氣象分區(qū),然后以室內(nèi)需求的溫度、相對濕度計算得出的露點溫度為目標值,然后根據(jù)空調(diào)工況對應(yīng)不同外接環(huán)境,對室外新風參數(shù)進行控制,從而達到潔凈室要求的室內(nèi)溫濕度指標。
參照圖5和圖6所示,所述全新風潔凈空調(diào)控制系統(tǒng)包括室外新風溫濕度處理裝置7,所述室外新風溫濕度處理裝置7由第一外殼體71、第二外殼體72和第三外殼體73拼接而成,所述第一外殼體71、第二外殼體72和第三外殼體73均為左右兩端敞開,前、后、上、下四個面密閉的方形不銹鋼箱體,所述第一外殼體71內(nèi)沿氣體流動方向依次設(shè)置有進風室74、第一過濾室75、預(yù)熱室76和第一表冷室77,所述第一過濾室75內(nèi)安裝有過濾器組件,所述過濾器組件包括沿氣體流動方向依次設(shè)置的初效過濾器、化學過濾模塊和中效過濾器,實際工作時,可以通過初效過濾器和中效過濾器過濾去除空氣含有的大顆粒雜質(zhì)、灰塵等,通過設(shè)置的應(yīng)用化學分子氣相過濾技術(shù)的專項化學過濾模塊經(jīng)化學反應(yīng)去除空氣中可能含有的化學污染物NOx、SO2、H2S等。所述預(yù)熱室76內(nèi)安裝有電熱管,預(yù)熱室76的作用是將過濾后的空氣預(yù)熱至設(shè)定的溫度,所述第一表冷室77內(nèi)安裝有蒸發(fā)盤管,第一表冷室77的作用是蒸發(fā)盤管對空氣進行濕度控制。所述第二外殼體72內(nèi)沿氣體流動方向依次設(shè)置有加濕室78、第二表冷室79和再熱室710,所述加濕室78內(nèi)安裝有加濕器,加濕室78的作用是對經(jīng)過第一表冷室77進行蒸發(fā)后的空氣進行必要的加濕操作,以便更好的控制空氣濕度。所述第二表冷室79內(nèi)安裝有蒸發(fā)盤管,第二表冷室79的作用是對加濕后的空氣再次進行表面蒸發(fā),以便更加精確的控制空氣中的濕度。所述再熱室710內(nèi)安裝有電熱管,通過再熱室710內(nèi)安裝的電熱管可以將空氣精確加熱至所需溫度。所述第三外殼體73內(nèi)沿氣體流動方向依次設(shè)置有風機室711、高效過濾室712和出風室713,所述風機室711內(nèi)安裝有EC風機,實際工作時,通過EC風機產(chǎn)生抽吸力,控制空氣的流向。所述高效過濾室712內(nèi)安裝有高效過濾器,高效過濾器可以過濾空氣中的微小雜質(zhì),進一步提高空氣的潔凈度。
參照圖5和圖6所示,所述第一外殼體71上位于進風室74和第一過濾室75之間安裝有第一壓差開關(guān)714,所述風機室711的進風口處安裝有第二壓差開關(guān)721,所述風機室711的出風口處與高效過濾室712之間安裝有第三壓差開關(guān)722。實際工作過程中,只有當風機室711內(nèi)安裝的EC風機產(chǎn)生抽吸力后,達到第一壓差開關(guān)714、第二壓差開關(guān)721、第三壓差開關(guān)722啟動的壓差后,第一壓差開關(guān)714、第二壓差開關(guān)721、第三壓差開關(guān)722才會自動打開,若壓差達不到第一壓差開關(guān)714、第二壓差開關(guān)721、第三壓差開關(guān)722啟動的設(shè)定值,則第一壓差開關(guān)714、第二壓差開關(guān)721、第三壓差開關(guān)722會處于關(guān)閉狀態(tài),整個系統(tǒng)也處于關(guān)閉狀態(tài)。所述第一外殼體71上位于第一表冷室77處安裝有與第一表冷室77內(nèi)蒸發(fā)盤管相連通的進水管和出水管,所述進水管和出水管上分別安裝有第一電動調(diào)節(jié)水閥715和第二電動調(diào)節(jié)水閥716。實際工作時,可以通過控制第一電動調(diào)節(jié)水閥715和第二電動調(diào)節(jié)水閥716的開度,來控制對空氣中水分的蒸發(fā)量,進而實現(xiàn)對空氣濕度的精確控制。所述第二外殼體72上位于加濕室78處安裝有第一溫濕度傳感器717和焓值傳感器718,所述第三外殼體73上位于出風室713處安裝有第二溫濕度傳感器723。實際工作時,可以通過第一溫濕度傳感器717和焓值傳感器718精確采集加濕室78內(nèi)空氣的濕度和焓值,以便為后續(xù)的控制提供參數(shù)。可以通過第二溫濕度傳感器723精確采集出風室713內(nèi)空氣的濕度,為后續(xù)的精確控制提供參數(shù)。
實際工作時,微電子實驗室的中央控制系統(tǒng)分別與第一壓差開關(guān)714、第一電動調(diào)節(jié)水閥715、第二電動調(diào)節(jié)水閥716、第一溫濕度傳感器717、焓值傳感器718、第三電動調(diào)節(jié)水閥719、第四電動調(diào)節(jié)水閥720、第二壓差開關(guān)721、第三壓差開關(guān)722、第二溫濕度傳感器723通過信號控制線連接,以實時獲取百級潔凈室內(nèi)的溫度和相對濕度值。然后繪制焓濕圖,根據(jù)室內(nèi)溫濕度參數(shù)需求在焓濕圖上按照等焓線和等含濕量線劃分成四個氣象分區(qū),即空調(diào)工況區(qū),其中空調(diào)工況I區(qū)為增溫加濕工況、空調(diào)工況II區(qū)為冷卻加濕工況、空調(diào)工況III區(qū)和空調(diào)工況IV區(qū)為冷卻除濕工況,空調(diào)工況對應(yīng)不同外界環(huán)境實現(xiàn)室內(nèi)溫濕度需求控制。新風空調(diào)箱以室內(nèi)需求的溫度、相對濕度計算得出的露點溫度為目標值,根據(jù)空調(diào)工況對應(yīng)不同外接環(huán)境,對室外新風參數(shù)進行控制,進而與經(jīng)過鋁蜂窩輻射板處后的回風進行混合,從而達到潔凈室要求的室內(nèi)溫濕度指標。
當外界環(huán)境空氣處于空調(diào)工況I區(qū)時,對室外空氣進行升溫加濕處理:關(guān)閉第一表冷室77的第二電動調(diào)節(jié)水閥716、再熱室710上的第三電動調(diào)節(jié)水閥719,打開預(yù)熱室76上的第一電動調(diào)節(jié)水閥715、加濕室78內(nèi)的加濕器,根據(jù)加濕室78前的焓值傳感器718的焓值控制預(yù)熱室76上第一電動調(diào)節(jié)水閥715的開度,通過高效過濾室712下游出風段的第二溫濕度傳感器723溫度設(shè)定值控制再熱室710處第三電動調(diào)節(jié)水閥719的開度,進而使達到目標參數(shù)的新風送至潔凈室頂部時與經(jīng)防凝露鋁蜂窩冷熱輻射板8處理后的回風均勻混合送至潔凈室。
當外界環(huán)境空氣處于空調(diào)工況II區(qū)時,對室外空氣進行冷卻加濕處理:關(guān)閉預(yù)熱室76上的第一電動調(diào)節(jié)水閥715,打開第一表冷室77的第二電動調(diào)節(jié)水閥716以及加濕室78加濕器,根加濕室78前的焓值傳感器718的焓值控制第一表冷室77的第二電動調(diào)節(jié)水閥716的開度,進而通過高效過濾室712下游出風段的第二溫濕度傳感器723溫度設(shè)定值控制再熱室710處第三電動調(diào)節(jié)水閥719的開度,進而使達到目標參數(shù)的新風送至潔凈室頂部時與經(jīng)防凝露鋁蜂窩冷熱輻射板8處理后的回風均勻混合送至潔凈室。
當外界環(huán)境空氣處在空調(diào)工況III區(qū)和空調(diào)工況IV區(qū)時,對室外空氣需進行冷卻除濕處理:關(guān)閉預(yù)熱室76的第一電動調(diào)節(jié)水閥715,打開第一表冷室77的第二電動調(diào)節(jié)水閥716、第二表冷室79上的第四電動調(diào)節(jié)水閥720、以及加濕室78加濕器,根據(jù)第一表冷室77處表冷盤管后的設(shè)定溫度調(diào)整第二電動調(diào)節(jié)水閥716的開度,利用中溫冷凍水降低被處理空氣的溫度、含濕量,再通過加濕室78加濕器,根據(jù)送風露點調(diào)節(jié)內(nèi)有低溫冷凍水的第二表冷室79處第四電動調(diào)節(jié)水閥720開度,進而使達到目標參數(shù)的新風送至潔凈室頂部時與經(jīng)防凝露鋁蜂窩冷熱輻射板8處理后的回風均勻混合送至潔凈室。從而實現(xiàn)根據(jù)空調(diào)工況對應(yīng)不同外界環(huán)境實現(xiàn)實驗室內(nèi)溫濕度需求的精確控制。
本全新風潔凈空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計合理,操作方便,可以對進入實驗室的室外新風進行處理,便于對微電子實驗室內(nèi)恒溫恒濕環(huán)境的精密控制。實際工作時,首先通過風機室711內(nèi)安裝的EC風機產(chǎn)生抽吸力,使得室外空氣依次經(jīng)過第一外殼體71內(nèi)的進風室74、第一過濾室75、預(yù)熱室76、第一表冷室77,第二外殼體72內(nèi)的加濕室78、第二表冷室79、再熱室710,第三外殼體73內(nèi)的風機室711、高效過濾室712、出風室713,最后通過室外風布風裝置5進入微電子實驗室的室內(nèi)。當室外空氣經(jīng)過第一過濾室75時,通過安裝在第一過濾室75內(nèi)的過濾器組件對室外空氣中可能含有的大顆粒雜質(zhì)、灰塵以及有污染的化學氣體進行過濾,然后進入預(yù)熱室76,通過安裝在預(yù)熱室76內(nèi)的電熱管對空氣進行預(yù)熱至設(shè)定的溫度,然后再進入第一表冷室77,通過安裝在第一表冷室77內(nèi)的蒸發(fā)盤管對空氣進行濕度的控制,然后進入加濕室78對空氣的濕度再次進行調(diào)控,加濕后的空氣進入第二表冷室79,通過安裝在第二表冷室79內(nèi)的蒸發(fā)盤管再次進行精確的濕度控制,經(jīng)過濕度精確控制的空氣被輸送至再熱室710進行溫度的精確調(diào)節(jié),然后通過風機室711內(nèi)的EC風機的引風,經(jīng)過高效過濾室712內(nèi)高效過濾器的高效過濾后,經(jīng)由出風室713進入微電子實驗室的室內(nèi),為微電子實驗室提供溫度和濕度穩(wěn)定的新風,減少了新風的濕度和溫度波動,便于對微電子實驗室內(nèi)恒溫恒濕環(huán)境的精密控制。
參照圖1至圖14所示,本高精度恒溫恒濕微電子百級潔凈實驗室還包括:FFU風量及地板回風風量控制系統(tǒng),所述FFU風量及地板回風風量控制系統(tǒng)用于根據(jù)現(xiàn)場情況分組系統(tǒng)進行風量微調(diào)控制,通過在吹風面的FFU過濾機組內(nèi)安裝風速傳感器219,在回風的防靜電地板底下安裝電動風量調(diào)節(jié)閥6,在觸摸屏系統(tǒng)設(shè)置好適合的面風速,實時檢測系統(tǒng)層流的面風速,兩組FFU過濾機組實時根據(jù)面風速傳感器219反饋的面風速,增大或減少風機風量,以到達FFU風量微調(diào)控制,回風的電動風量調(diào)節(jié)閥6開度再適當進行微調(diào),使得實驗室內(nèi)FFU送風層面和地板回風層面的風速均勻一致。
本FFU風量及地板回風風量控制系統(tǒng)中每個FFU過濾機組由一塊控制器實現(xiàn)速度調(diào)控�?刂破靼惭b于FFU過濾機組上,直接從FFU過濾機組獲得工作電源,用一兩芯電纜與FFU過濾機組電機就地連接,提供電機的調(diào)速電源。控制器可以檢測電機狀態(tài),產(chǎn)生狀態(tài)信息。每個FFU過濾機組控制器帶有一個RS485接口,用于與中央控制器通訊,接受命令和返回電機狀態(tài)。在一條雙絞線上,最多允許同時連接256個FFU控制器,控制器之間由地址編碼區(qū)分。換言之,有256個FFU可以同時受控,組成一個網(wǎng)絡(luò)。中央控制器再與總控系統(tǒng)通過TCP/IP通訊,總控系統(tǒng)可以控制每臺FFU過濾機組或分組控制FFU過濾機組并顯示FFU過濾機組工作狀態(tài)及故障信息。系統(tǒng)布線較少,今后維護方便。一臺FFU過濾機組故障,不會影響其它FFU過濾機組工作。
參照圖7至圖14所示,本FFU風量及地板回風風量控制系統(tǒng)包括:安裝在實驗室外墻組合體4頂部外側(cè)的室外風布風裝置5,所述室外風布風裝置5用于將全新風潔凈空調(diào)控制系統(tǒng)處理的恒溫恒濕新風均勻分布至實驗室內(nèi)墻組合體1的頂部。安裝在實驗室內(nèi)墻組合體1頂部的FFU送風控制系統(tǒng)2,所述FFU送風控制系統(tǒng)2由多個安裝在實驗室內(nèi)墻組合體1頂部且成方形矩陣分布的FFU過濾機組組成,所述FFU送風控制系統(tǒng)2中呈方形矩陣分布的FFU過濾機組按照送風區(qū)域的不同劃分為三個可獨立控制的FFU送風風速調(diào)控組合Ⅰ201、FFU送風風速調(diào)控組合Ⅱ202和FFU送風風速調(diào)控組合Ⅲ203,每個FFU過濾機組的出風口都安裝有風速傳感器219。
參照圖9圖至圖14所示,所述FFU過濾機組包括FFU過濾機組本體211、化學凈化模塊213、高效過濾器214和鋁型材龍骨組件,所述鋁型材龍骨組件由四條鋁型材龍骨218首尾相接拼接而成,鋁型材龍骨218首尾拼接處通過龍骨連接件216固定連接,其中,每個鋁型材龍骨218的左右兩側(cè)均設(shè)置有插片對接鉤片2182,鋁型材插片217通過鉤位與插片對接鉤片2182契合后固定在鋁型材龍骨218上且向外凸出,每個鋁型材龍骨218的頂部均設(shè)置有頂部鉤槽2181,吊桿組件215的底部通過T型螺桿2153嵌入鋁型材龍骨218的頂部鉤槽2181內(nèi),吊桿組件的頂部懸吊在實驗室外墻組合體的頂板上,所述吊桿組件215包括吊桿2151、吊桿安裝框2152和T型螺桿2153,所述T型螺桿2153的頂部鎖緊安裝在吊桿安裝框2152的底部,且T型螺桿2153的T型端頭嵌入安裝在鋁型材龍骨218的頂部鉤槽2181內(nèi),所述吊桿2151的底部鎖緊固定在吊桿安裝框2152的頂部,吊桿2151的頂部懸吊在實驗室外墻組合體的頂板上,通過上述結(jié)構(gòu)設(shè)計可以方便吊桿組件215與鋁型材龍骨218、頂板的快速安裝。且每條鋁型材龍骨218均通過兩個吊桿組件215懸吊在實驗室外墻組合體的頂板上,以確保每條鋁型材龍骨218的吊裝平衡、穩(wěn)定。
高效過濾器214貼合安裝在化學凈化模塊213的底部,化學凈化模塊213貼合安裝在FFU過濾機組本體211的底部,高效過濾器214的四個端邊分別搭放在插入至四條鋁型材龍骨218的四個鋁型材插片217上。所述FFU過濾機組本體211的前后兩個側(cè)面各對應(yīng)安裝有兩個不銹鋼安全插銷212,每個不銹鋼安全插銷212內(nèi)均安裝有向外凸出的插針,實際安裝時,裝好FFU過濾機組本體211后,不銹鋼安全插銷212的插針保持凸出狀態(tài),可防止龍骨上的某個鋁型材插片217出問題時,F(xiàn)FU過濾機組本體211下落過程中安全插銷212上的插針會被其它完好的鋁型材插片217架住,確保不會出現(xiàn)安全事故。所述FFU過濾機組本體211的頂部安裝有把手2110,以方便FFU過濾機組本體211的搬運。所述高效過濾器214底部安裝有風速傳感器219,以方便高效過濾器214處對風速的精準監(jiān)測。
本實施例中,所述FFU過濾機組本體211包括外殼2111,風機2113安裝在外殼2111內(nèi),所述外殼2111頂部與風機2113正對處設(shè)置有入風口2112,風機2113的出風口處安裝有導流片2114。實際工作時,通過風機2113的運轉(zhuǎn)將室外風布風裝置5的布風從入風口2112吸入,通過控制風機2113的功率可以控制入風的風量,并且經(jīng)過導流片2114的導流后向?qū)嶒炇覂?nèi)墻組合體1內(nèi)送風。
本實施例中,化學凈化模塊213內(nèi)填充有高比表面積、多微孔的精細三氧化二鋁過濾基材,所述三氧化二鋁過濾基材表面浸潤有強氧化的高錳酸鉀和氫氧化鉀。實際工作時,高錳酸鉀和氫氧化鉀分子充分滲透、牢固的吸附在三氧化二鋁過濾基材的微細孔內(nèi)表面,當酸性和有機化學氣體分子經(jīng)過這些毛細微孔時,通過氧化還原和中和反應(yīng),能夠高效去除微電子元器件制造和清洗過程中產(chǎn)生的各種酸性化學污染氣體和揮發(fā)性有機污染氣體,比如:氯氣、HCL、HF、H2NO3、溴化氫、硅烷、二氯二氫硅、乙硅烷、三氟化硼、磷烷、砷烷等,產(chǎn)生的無害鹽類固體留在基材的微孔里,不形成危廢。本發(fā)明通過增加了專項的化學凈化模塊213。每小時300以上的循環(huán)換氣次數(shù)在超高效(凈化效率99.9995%)的顆粒污染物凈化系統(tǒng)和專項配方的化學凈化模塊213綜合技術(shù)應(yīng)用下,確保微電子實驗室內(nèi)空氣百級潔凈度和低濃度化學污染氣體,降低了微電子芯片元件實驗樣品制程中的干擾因數(shù)。
本發(fā)明通過對FFU過濾機組的結(jié)構(gòu)設(shè)計,極大的方便了FFU風機濾網(wǎng)機組的安裝和拆卸。實際安裝時,首先利用龍骨連接件216將四條鋁型材龍骨218首尾相接拼接成鋁型材龍骨組件,然后使用吊桿組件215將組裝好的鋁型材龍骨組件吊裝在實驗室的頂板上,然后將高效過濾器214、化學凈化模塊213和FFU過濾機組本體211安裝成一體的FFU組件,再放置在升降機平臺上,利用升降機平臺將上述FFU組件經(jīng)由鋁型材龍骨組件中心的框孔頂升至鋁型材龍骨組件的上方,然后將鋁型材插片217以斜位插入鋁型材龍骨218的插片對接鉤片2182的槽內(nèi),旋轉(zhuǎn)鋁型材插片217水平推入,上移后外拉,下移往里推,使得插片對接鉤片2182與鋁型材插片217的鉤位緊密勾連,鋁型材插片217緊固連接在鋁型材龍骨218上,鋁型材插片217作為FFU組件的支撐件,然后控制升降機平臺下降,升降機平臺在下降的過程中FFU組件搭放在向外凸出的鋁型材插片217上,實現(xiàn)FFU組件的承托。當需要拆卸FFU組件時,只需使用升降機平臺上頂,將FFU組件頂起后,對鋁型材插片217進行反向操作,將鋁型材插片217從鋁型材龍骨218上分離,然后通過升降機平臺將FFU組件從鋁型材龍骨組件中心的框孔下降至地面即可,從而極大的方便了FFU風機濾網(wǎng)機組的安裝和拆卸。
本實施例中,F(xiàn)FU風量及地板回風風量控制系統(tǒng)還包括安裝在實驗室內(nèi)墻組合體1底部的地板回風控制系統(tǒng)3,所述地板回風控制系統(tǒng)3由多塊安裝在實驗室內(nèi)墻組合體底部且成方形矩陣分布的防靜電地板15組成,每塊防靜電地板15表面都均勻開設(shè)有風孔,所述地板回風控制系統(tǒng)中呈方形矩陣分布的防靜電地板15按照回風區(qū)域的不同劃分為三個可獨立控制的地面回風風速調(diào)控組合Ⅰ31、地面回風風速調(diào)控組合Ⅱ32和地面回風風速調(diào)控組合Ⅲ33,每塊防靜電地板15的下方均安裝有電動風量調(diào)節(jié)閥6。本實施例中,所述FFU送風風速調(diào)控組合Ⅰ201對應(yīng)成方形矩陣分布的FFU過濾機組的外圍機組,并與地板回風控制系統(tǒng)3中的地面回風風速調(diào)控組合Ⅰ31的回風區(qū)域相對應(yīng);所述FFU送風風速調(diào)控組合Ⅱ202對應(yīng)成方形矩陣分布的FFU過濾機組的中間機組,并與地板回風控制系統(tǒng)3中的地面回風風速調(diào)控組合Ⅱ32的回風區(qū)域相對應(yīng);所述FFU送風風速調(diào)控組合Ⅲ203對應(yīng)成方形矩陣分布的FFU過濾機組的中心機組,并與地板回風控制系統(tǒng)3中的地面回風風速調(diào)控組合Ⅲ33的回風區(qū)域相對應(yīng)。通過對FFU送風風速調(diào)控組合Ⅰ201和地面回風風速調(diào)控組合Ⅰ31、FFU送風風速調(diào)控組合Ⅱ202和地面回風風速調(diào)控組合Ⅱ32、以及FFU送風風速調(diào)控組合Ⅲ203和地面回風風速調(diào)控組合Ⅲ33的對應(yīng)設(shè)置,便于對FFU送風層面和地板回風層面中各不同區(qū)域的風速控制,形成穩(wěn)定均勻的送風風速和回風風速。
本FFU風量及地板回風風量控制系統(tǒng)還包括中央控制器,所述中央控制器分別與每個FFU過濾機組、風速傳感器219、電動風量調(diào)節(jié)閥6電性連接,中央控制器根據(jù)風速傳感器219收集的風速數(shù)據(jù)設(shè)定相應(yīng)防靜電地板下方電動風量調(diào)節(jié)閥6的回風量,使得FFU送風層面和地板回風層面的風速均勻一致。
本高精度恒溫恒濕微電子百級潔凈實驗室通過對FFU風量及地板回風風量控制系統(tǒng)的創(chuàng)新性設(shè)計,可以確保微電子實驗室內(nèi)空氣百級潔凈度和低濃度化學污染氣體,降低了微電子芯片元件實驗樣品制程中的干擾因數(shù)和提高科研人員的實驗室內(nèi)工作環(huán)境;獨特的FFU上送風下回風風量自動控制微調(diào)系統(tǒng),保證了自上而下的風量風速的均勻一致性。實際工作時,外部經(jīng)過處理的空氣首先經(jīng)由室外風布風裝置5通過實驗室外墻組合體4與實驗室內(nèi)墻組合體1頂部之間的風道向安裝在實驗室內(nèi)墻組合體1頂部的FFU送風控制系統(tǒng)2進行布風,F(xiàn)FU送風控制系統(tǒng)2由多個安裝在實驗室內(nèi)墻組合體頂部且成方形矩陣分布的FFU過濾機組組成,并且按照送風區(qū)域的不同劃分為三個可獨立控制的FFU送風風速調(diào)控組合Ⅰ201、FFU送風風速調(diào)控組合Ⅱ202和FFU送風風速調(diào)控組合Ⅲ203,通過對FFU送風風速調(diào)控組合Ⅰ201、FFU送風風速調(diào)控組合Ⅱ202和FFU送風風速調(diào)控組合Ⅲ203中各個FFU過濾機組的獨立控制,可以控制FFU送風風速調(diào)控組合Ⅰ201、FFU送風風速調(diào)控組合Ⅱ202和FFU送風風速調(diào)控組合Ⅲ203對應(yīng)送風區(qū)域的風量和風速(風速可通過安裝在FFU過濾機組出風口的風速傳感器獲得),然后通過控制地面回風風速調(diào)控組合Ⅰ31、地面回風風速調(diào)控組合Ⅱ32和地面回風風速調(diào)控組合Ⅲ33中各個電動風量調(diào)節(jié)閥6,控制地面回風風速調(diào)控組合Ⅰ31、地面回風風速調(diào)控組合Ⅱ32和地面回風風速調(diào)控組合Ⅲ33對應(yīng)回風區(qū)域的風量和風速,從而使得FFU送風層面和地板回風層面的風速均勻一致,克服了現(xiàn)有技術(shù)中實驗室內(nèi)的內(nèi)循環(huán)風從實驗室內(nèi)墻組合體1底部的防靜電地板小孔回風到實驗室內(nèi)外墻形成的風道再回流到FFU風機濾網(wǎng)機組與實驗室外墻組合體的頂板之間的空間時,由于風道結(jié)構(gòu)造成風壓遞減,導致整個實驗室內(nèi)帶孔的防靜電地板上的回風風速以及整個FFU送風面風速不均勻,越靠近內(nèi)墻周邊的地方風量和風速會越大的缺陷,減少了空氣流動的波動,提高了芯片產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性。
參照圖4所示,本高精度恒溫恒濕微電子百級潔凈實驗室,還包括:CO2舒適度排補風室內(nèi)正壓控制系統(tǒng),所述CO2舒適度排補風室內(nèi)正壓控制系統(tǒng)通過實驗室內(nèi)安裝的CO2傳感器、壓差傳感器,實時檢測實驗室內(nèi)的CO2濃度,當CO2濃度過大時,實時增大系統(tǒng)的新風量,當CO2濃度處于舒適范圍時,回調(diào)新風量,在調(diào)節(jié)補風新風量的同時,通過壓差傳感器實時檢測實驗室內(nèi)的壓力,并根據(jù)壓力參數(shù)實時調(diào)節(jié)排風閥開度,控制實驗室的舒適度及系統(tǒng)的正壓穩(wěn)定。
本實施例中,排補風采用上送風下回風的方式。補風由全新風潔凈空調(diào)控制系統(tǒng)處理后送入實驗室,補風量按人均不小于40m3/h配置。系統(tǒng)實時檢測CO2濃度,CO2濃度過大時實時增大系統(tǒng)的新風量,當CO2濃度處于舒適范圍時,回調(diào)新風量。在調(diào)節(jié)補風新風量的同時,系統(tǒng)通過壓差傳感器,實時檢測房間壓力,根據(jù)預(yù)壓力參數(shù)實時調(diào)節(jié)排風閥開度,以控制實驗室的舒適度及系統(tǒng)的正壓穩(wěn)定。室內(nèi)空氣經(jīng)排風閥對接到整體實驗室的排風總管,凈化處理后排到大氣環(huán)境。
參照圖4所示,本高精度恒溫恒濕微電子百級潔凈實驗室還包括:空調(diào)水循環(huán)控制系統(tǒng),所述空調(diào)水循環(huán)控制系統(tǒng)通過三位浮點控制方法調(diào)節(jié)安裝在實驗室循環(huán)水供水主管和回水主管上的旁通電動蝶閥開度,使實驗室循環(huán)水供水主管和回水主管之間的壓差始終保持在設(shè)定值允許誤差范圍內(nèi)。實際工作時,循環(huán)水泵為一備兩用,當未發(fā)生故障時,系統(tǒng)將根據(jù)水泵的運行時問在下次啟動水泵時自動選擇運行時間較短的水泵啟動。當發(fā)生故障時,系統(tǒng)將忽略運行時間策略馬上啟動各用水泵,盡量減少因水泵故障給鳳冷模塊機帶來的熱量負荷。
參照圖4所示,本高精度恒溫恒濕微電子百級潔凈實驗室還包括:照明系統(tǒng),所述照明系統(tǒng)通過觸摸屏控制或面板開關(guān)控制實驗室的照明。
參照圖4所示,本高精度恒溫恒濕微電子百級潔凈實驗室還包括:中央控制系統(tǒng),所述中央控制系統(tǒng)分別與全新風潔凈空調(diào)控制系統(tǒng)、FFU風量及地板回風風量控制系統(tǒng)、CO2舒適度排補風室內(nèi)正壓控制系統(tǒng)、冷熱輻射板流量控制系統(tǒng)、空調(diào)水循環(huán)控制系統(tǒng)和照明系統(tǒng)連接。中央控制系統(tǒng)作為本高精度恒溫恒濕微電子百級潔凈實驗室的控制大腦,主要用于協(xié)調(diào)全新風潔凈空調(diào)控制系統(tǒng)、FFU風量及地板回風風量控制系統(tǒng)、CO2舒適度排補風室內(nèi)正壓控制系統(tǒng)、冷熱輻射板流量控制系統(tǒng)、空調(diào)水循環(huán)控制系統(tǒng)和連接照明系統(tǒng)之間按照設(shè)定的程序運行。
本高精度恒溫恒濕微電子百級潔凈實驗室通過對全新風潔凈空調(diào)控制系統(tǒng)、FFU風量及地板回風風量控制系統(tǒng)、CO2舒適度排補風室內(nèi)正壓控制系統(tǒng)、冷熱輻射板流量控制系統(tǒng)、空調(diào)水循環(huán)控制系統(tǒng)和照明系統(tǒng)的創(chuàng)新性設(shè)計,可以實現(xiàn)對微電子實驗室內(nèi)恒溫恒濕、風速均勻環(huán)境的精密控制,確保微電子實驗室內(nèi)空氣百級潔凈度和低濃度化學污染氣體,降低了微電子芯片元件實驗樣品制程中的干擾因數(shù)。
以上所述為本發(fā)明的較佳實施例而已,但本發(fā)明不應(yīng)局限于該實施例和附圖所公開的內(nèi)容,所以凡是不脫離本發(fā)明所公開的精神下完成的等效或修改,都落入本發(fā)明保護的范圍。