半导体无尘净化车间工程

一、半导体无尘净化车间建设需求

● 半导体企业在制造过程中，半导体组件空间单位都是以微米计算的，因此微尘颗粒沾附在制作半导体组件的晶圆上，便有可能影响到其上精密导线布局的样式，造成短路或断路的严重后果。所有半导体制程设备都必须安置在隔绝粉尘进入的密闭空间中，所以半导体企业在生产过程中必须建设半导体无尘净化车间来完成产品作业环境。

● 由于其半导体企业制造设备的昂贵性、敏感性和制造过程中的复杂性，半导体无尘净化车间建设布局一旦确定，一般不可轻易更改布局，设计不周的半导体无尘净化车间布局将会导致庞大物料搬运成本，无效的生产以及重新布局无尘车间也需要大量成本。所以半导体无尘净化车间在布局设计过程中一定要找有经验的设计公司进行合理设计。

二、主要施工范围

1、下面我们参考广州某半导体有限公司无尘净化车间装修工程，中试厂房建筑面积约2200㎡，装修面积6830㎡，空调送风面积1600㎡为例，为大家解说半导体无尘净化车间技术与装修解决方案！

2、装修工程（围护、吊顶、地面、防水保温处理）

3、暖通净化工程（空调工程、空气洁净处理、风管、水管）

4、特气供应工程（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）

5、动力工艺管道工程（压缩空气工艺管道施工）

6、废气处理工程（仪器设备POU处理、房间排风废气处理）

7、电气工程（空调设备动力配电、弱电工程、集成控制智能平台）

8、水处理工程（冷却水、去离子水、超纯水、水管、废水处理工程等）

三、车间特点和管理办法

1、与大气保持正压：半导体无尘净化车间内部要确保粉尘只出不进，因此必须维持一定的正压值，对不同等级的洁净室或洁净区，与非洁净区之间的静压差不应小于5Pa，洁净区与室外静压差不应小于10Pa。

2、恒温恒湿要求：一般的，半导体生产行业的温湿度条件为：T=22±2°C，RH=45±5%；而对于这个温湿度要求。在无特殊要求的情况下，温度控制在22℃左右，相对湿度控制在55～60%RH之间，在这种环境下，人们感觉舒适，静电也消失了。例：SMT恒温恒湿车间温湿度标准，温度:24±2℃；湿度:50±10%。

3、防静电要求：半导体无尘净化车间注重处理防静电，所有建材均以不易产生静电吸附的材质为主。

4、洁净风流动方向：所有经净化设备的空气流动方向均由上往下为主。因此，洁净无尘车间室内空间设计或机台摆放应避免突兀，使尘埃细菌等在洁净无尘车间内回旋停滞的机会与时间减至最低程度。

5、使用水要求：半导体无尘净化车间内水的使用只限用去离子水。一则防止水中粉粒污染晶圆，二则防止水中重金属离子（如钾、钠离子）污染金氧半晶体管结构之带电载子信道，影响半导体组件的工作特性。去离子水是最佳的溶剂与清洁剂，在半导体工业之使用量极为惊人！

6、使用气源要求：半导体无尘净化车间所有用得到的气源，包括吹干晶圆及机台空压所需要的，都得使用氮气 (98%)，吹干晶圆的氮气甚至要求99.8%以上的高纯氮。

7、人员物料进出管理办法：所有人或事物进出洁净无尘车间，人必须穿配套防尘服，人或事物都要经过风淋室吹淋以将表面粉尘先行除掉。

四、结构围护工程方案

1、围护墙板：本工程围护墙板采用手工岩棉夹芯板0.476型， 手工岩棉彩钢板符合洁净厂房二级消防要求（防火等级A级材料），手工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：≥100kg/m³；导热系数：≤0.043W/m.k；燃烧性能：A级(不燃)。耐火极限为70~150分钟。广泛应用于适用于工业设备、建筑、船舶的绝热、隔音等，同时适用于净化房、防爆防火车间吊顶、隔断等。

2、吊顶板材：本工程吊顶板材采用企口型机制硫氧镁彩钢板0.476型，防火达到A1级，属于不燃性级别。50mm的彩钢夹芯板耐火极限达到1小时。产烟毒AQ2级，属于环保产品，遇火不会产生烟毒等有害气体。防火性能好，水泥泡沫有机集合成蜂窝状机构，有效防水、防潮。密度250KG/m³，制作成彩钢夹芯板后平整度好，钢板和芯材粘结力强，整体强度、抗弯性高、隔音效果好。

3、地板方案：本工程地墙采用PVC片材其中SMT/组装车间采用防静电型，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。

五、暖通工程方案

1、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。

2、风管：风管采用共板法兰风管。

3、水管：空调水管采用无缝钢管。水泵采用星-三角降压启动。

六、防静电处理方案

1、半导体器件生产车间，由于尘埃吸附在半导体元件上，会造成产品损坏，甚至导致超大规模集成电路的成品率下降。生产车间操作人员都必须穿洁净工作服，无尘鞋，戴无尘口罩，无尘手套等人体无尘装备，来避免由于人体带静电，导致吸附尘埃、污物等。

2、IC封装生产线对静电的要求更为严格。为了保证生产线的正常运行，对其洁净厂房进行防静电建筑材料的整体装修，对进出洁净厂房的所有人员配备防静电服装等采取硬件措施外，在部分流水线和操作工位上还需装离子风机，离子风蛇、离子风棒等静电消除器，这些设备是方案中不可或缺的产品。封装企业可根据国家有关标准和本企业的实际情况来建立一套防静电措施，以免损失!

七、特种气体工程方案

1、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。

2、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。

八、空压气体工程方案

1、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。

2、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。

九、废气工程方案

1、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。

2、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。

十、电气工程方案

1、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。

注：上述动力电气参数只限本案例参数

十一、弱电系统工程方案

1、高清视频监控 系统采用1200W网络监控摄像机，通过千兆交换组网在机房中心进行集中存储， 系统设计7*24小时不间断运行，实现1080P存储1个月以上，管理人员可通过电脑进行监控查看，录像回放等操作。

2、门禁管理系统 门禁系统已成为安防系统极其重要的组成部分，门禁系统将监控被动防范的方式进行了主动防范补充。通过网络一体式门禁管理机，配合门禁专用电源、电磁锁可将主要出入口设置为授权式管理，避免了与车间无关人员的频繁出入。

3、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。

十二、纯水工程方案

1、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）

2、EDI系统：EDI产水量≥5m3/h（水温在25℃时）

3、终端抛光混床产水能力为：≥5m³/H（水温保证在25℃时）

4、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）

5、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。

十三、废水处理工程方案

1、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。

2、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。

3、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。

4、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。

5、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）。

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