光伏新能源潔凈無塵車間工程

 

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光伏新能源硅晶片簡介
光伏新能源硅晶片是由硅材料加工而成的一片片像鏡子一樣光亮的圓片,是生產半導體集成電路芯片的原材料。目前微電子產業飛速發展,集成電路技術已邁入0.18微米以下的時代,極大地刺激了光伏新能源硅晶片的發展,同時對光伏新能源硅晶片的性能參數的要求也有較大的提高,因此光伏新能源硅晶片的發展前景十分樂觀。
光伏新能源凈化工程-硅晶片潔凈無塵車間解決方案
1.1 光伏新能源硅晶片的生產工藝流程
從大的方面來講,光伏新能源硅晶片生產包括硅單晶棒生產和光伏新能源硅晶片生產兩大部分,細分為以下幾道主要工序:
單晶棒生長-單晶棒裁切和檢測-外徑磨削-切片-倒角(圓邊)-研磨/研磨片檢查-蝕刻(化學蝕刻、LP-CVD+AP-CVD 等工藝)-PTA熱處理-背面損傷處理-拋光(ML粗拋、ML精拋)-洗凈-品質檢查-潔凈包裝
從單晶棒生長到外徑磨削為硅單晶棒生產工序,切片以后的流程為光伏新能源硅晶片生產工序。下面以某日資硅片廠為例,介紹光伏新能源硅晶片生產工序的空調凈化系統和自控系統的設計方案。
1.2 各生產工序環境控制要求
某硅片廠生產4~6英寸光伏新能源硅晶片,產量為480萬片/年。此公司光伏新能源硅晶片應用于分立器件、功率元件和特種集成電路的制作。

空調凈化系統
空調凈化的設計是與工藝的布局、生產的流程密切結合的。不同類型、不同用途的廠房空調凈化系統都各有特點,下面來介紹光伏新能源硅晶片生產工序的空調凈化系統方案。
光伏新能源凈化工程-硅晶片潔凈無塵車間解決方案
2.1 空調系統
1 切片室、倒角室、研磨片室僅有溫度控制要求,設風冷熱泵分體柜式空調機(PAC)來保證房間溫度要求,室內機就近放置在車間內,接風管,采用雙層百葉風口側送風方式;室外機放置在屋面上。切片室的排風量較大,新風采用直接蒸發式熱泵型屋頂空調機S1-1和S1-2來補充。車間有防塵要求,風冷熱泵分體柜式空調機回風口處設中效過濾器(大氣塵計數效率:≥60%,對于≥1μm 粒子),同樣屋頂式空調機需設兩級過濾器。
其原理圖見圖:
光伏新能源凈化工程-硅晶片潔凈無塵車間解決方案
2 爐室、BSD室僅有溫度控制要求,設風冷電熱分體柜式空調機(PAL)來保證房間溫度要求,室內機就近放置在車間內,接風管,采用方形散流器頂送風方式;室外機放置在屋面上。新風由相鄰潔凈室正壓過來。車間有防塵要求,風冷電熱分體柜式空調機回風口處設中效過濾器(大氣塵計數效率:≥60%,對于≥1μm粒子)。
3 磨片檢查室有溫度和濕度控制要求,設風冷電熱分體柜式空調機(PAL)來保證房間溫度要求,室內機就近放置在車間內,接風管,采用方形散流器頂送風方式;室外機放置在屋面上。新風經新風機組(MAU-1、2)處理后,接至送風管上送到室內,相對濕度由新風機組來保證。新風機組是與凈化系統共用的。車間有防塵要求,風冷電熱分體柜式空調機回風口處設中效過濾器(大氣塵計數效率:≥60%,對于≥1μm粒子),新風機組內設粗、中效過濾器。
2.2 凈化系統
光伏新能源凈化工程系統用的新風空調機組(MAU)和循環空調機組(AHU)的冷媒采用6-11℃的冷凍水,加熱采用0.2MPa蒸汽,加濕采用0.1MPa的潔凈蒸汽加濕,潔凈蒸汽由純水經潔凈蒸汽發生器產生。
1 CP室凈化級別為7級,換氣次數取為30次/小時,CP室工藝設備用酸量較多,采用全新風空調機組(MAU-3)+高效過濾器送風口(HEP-ABOX)的空調方式。其氣流流程為:新風入口-粗效過濾器-中效過濾器-預加熱器-表冷器-加熱器-潔凈蒸汽加濕-送風機-送風管-高效過濾器送風-潔凈區。
2 ML室凈化級別為7級,換氣次數取為30次/小時,采用新風機組(MAU)+循環機組(AHU)+高效過濾器送風口(HEP-ABOX)的空調方式。新風接自其它系統共用MAU-1、2新風組。
3 CP/CVD室、LP/CVD室、潔凈包裝間凈化級別為6 級,換氣次數取為50次/小時,采用新風機組(MAU)+循環機組(AHU)+高效過濾器送風口(HEP-ABOX)的空調方式。新風接自其它系統共用的MAU-1、2新風組。
4 7級、6 級的潔凈室采用的氣流形式為頂部高效過濾器送風口送風,房間側下百葉風口回風。其氣流流程為:新回風混合!中效過濾器-表冷器-送風機-送風管-高效過濾器送風口-潔凈區-房間側下百葉回風口-回風管-新回風混合。
光伏新能源凈化工程-硅晶片潔凈無塵車間解決方案
5 洗凈室、品質檢查室凈化級別為7 級,采用新風機組(MAU)+循環機組(AHU)+風機過濾器單元(FFU))的空調方式。采用的氣流形式為頂部FFU送風,房間側下百葉風口回風。FFU滿布率為33%,洗凈室、品質檢查室對NH4+、SQx濃度有要求,需在循環機組(AHU)內增設化學過濾器。5級凈化間的氣流流程為:新回風混合-化學過濾器(NH4+)-化學過濾器(SQx)-中效過濾器-表冷器-送風機-送風管-送風靜壓箱-風機過濾器單元(FFU)-潔凈區-房間側下百葉回風口-回風管-新回風混合。新風接自其它系統共用的MAU-1、2新風組。
6 除CP室外的潔凈室所需新風采用2臺新風機組(MAU-1、2)集中處理,新風集中處理后送至各循環機組(AHU)。其氣流流程為:新風入口-粗效過濾器-中效過濾器-預加熱器-表冷器-加熱器-潔凈蒸汽加濕-送風機-送風管-各循環空調機組(AHU)。
7 CP室、ML室、洗凈室用酸量相對較多,CP室、ML室內的高效過濾器送風口的擴散板需采用不銹鋼板制作,洗凈室內的FFU的網板需采用不銹鋼板制作。
8 另需注意,品質檢查室根據工藝要求需采用黑色墻板、黑色頂板,相應采用黑色回風口,FFU的網板需采用黑色網板。

凈化系統的空調自動控制
新風機組(MAU-1、2)采用變頻風機,由總送風管上的靜壓傳感器來控制變頻器。在接入每個風量及正壓控制循環機組(AHU)的新風管上均設置電動調節閥,由各潔凈室的正壓值來調節電動調節閥的開度,使潔凈室的正壓值不隨生產設備的排風量的變化而變化,電動調節閥的開度變化引起總送風管上的靜壓變化,根據其設定值調節AHU-1、2的風機頻率,以達到控制目的。
3.1 凈化車間的溫濕度控制
凈化生產車間的濕度是由新風機組MAU-1、2來保證,控制新風機組送風狀態點,根據送風狀態設定值來調節干蒸汽加濕器的電動執行機構和表冷器及加熱器回水管上的電動二通閥的開度。露點溫度DPT由檢查室內濕度敏感元件HE連續整定。
凈化生產車間的溫度是由循環機組AHU來保證的,根據室內溫度來調節表冷器回水管上的電動二通閥的開度。
3.2 供冷系統控制
冷凍水系統方面采用一級泵,用負荷控制的方法來確定冷水機組及相應水泵、冷卻塔的開啟臺數。根據設定供、回水壓差來自動控制供、回水主管之間壓差流量旁通閥。