在电子制造业中,洁净厂房的设计质量直接决定了产品良率、生产稳定性及设备使用寿命。电子元件(如芯片、半导体、精密传感器等)对环境中的微粒、温湿度、静电、振动等因素极为敏感,因此洁净厂房设计需围绕“精准控制污染”、“保障生产安全”、“提升运营效率”三大核心目标展开,以下是关键设计要点的系统梳理:
1、洁净度等级与分区设计
洁净等级是设计的核心基准,需严格依据生产工艺要求确定,避免过度设计导致成本浪费或等级不足影响产品质量。例如:
1)核心生产区(如芯片封装区)需达到ISO 3-5级(百级至千级);
2)辅助生产区(如设备安装区)可设计为ISO 6-7级(万级至十万级);
3)更衣缓冲间通常为ISO 7-8级;
分区设计需遵循"梯度压差"原则,洁净度高的区域对相邻低级别区域保持5-10Pa正压,防止交叉污染。
2、平面布局的合理性与流程优化
平面布局需兼顾“工艺连续性”、“污染控制”、“人员/物料动线分离”三大原则,减少无效移动和交叉污染风险。
1)工艺动线优先
按生产流程(如原材料入库→清洗→光刻→蚀刻→封装→检测→出库)规划布局,确保物料运输路径最短,避免迂回。例如将洁净度要求最高的“核心工艺区”(如晶圆加工)设置在厂房中心,周围环绕辅助区(如设备机房、备件库),减少外部干扰;同时,将产生粉尘或废气的工序(如焊接、蚀刻)单独隔离,设置局部排风系统。
2)人员与物料净化路径分离
人员进入洁净区需经过“更衣→洗手→风淋”三级净化,不同洁净等级区域的更衣间需独立设置,避免交叉污染;物料则需通过“外区拆包→缓冲消毒→风淋传递”路径进入,传递窗需具备互锁功能(防止两门同时开启),且与生产区直接连通的传递窗需配备高效空气过滤器(HEPA)。此外,应避免人员动线与物料动线交叉,例如将人员入口设置在厂房一侧,物料入口设置在另一侧,通过不同走廊连接各生产区。
3、温湿度与静电的精准控制
电子元件对温湿度和静电极为敏感,需通过系统设计实现稳定控制,避免影响产品性能或导致元件损坏。
1)温湿度控制
根据工艺要求设定温湿度范围,通常电子厂洁净区温度控制在22±2℃,相对湿度控制在45±5%(部分工艺如光刻需更精准,温度±0.1℃,湿度±2%)。为实现精准控制,需在空调系统中设置“加热→冷却→加湿→除湿”模块,且每个洁净分区需单独设置温湿度传感器,通过PLC系统实时调节;同时,避免在洁净区设置散热器或加湿器(防止滋生微生物或产生微粒),采用风管式空调系统,且送风口需均匀分布,确保温湿度均匀性(同一区域内温度差≤2℃,湿度差≤5%)。
2)静电控制
静电可能导致电子元件击穿、数据丢失或吸附微粒,需从“接地、屏蔽、中和”三方面设计。
4、结构与装修材料的选型
洁净厂房的结构和装修材料需满足“无微粒脱落、易清洁、耐腐蚀”的要求,同时避免产生污染。
5、辅助系统的配套设计
除核心系统外,给排水、电气、消防等辅助系统的设计需与洁净要求协同,避免产生污染或安全隐患。
