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SMT无尘车间洁净空调工程与工业加湿器在电子车间中的应用

  

目前国内还没有统一的电子产品的空气洁净度等级或生产环境控制要求 统一规定,所以一般是依据《洁净厂房设计规范》(GB50073-2001)以及电子产品的生产厂家实际经验等来确定电子厂房的洁净等级和温湿度的要求。

1.室内空气参数要求

(1)温湿度要求:温度一般为24+2℃,相对湿度为55+5%。

(2)新风量大。由于这类车间内,人员比较多,可根据以下数值应取下列的最值:非单向流洁净室总风量的10—30%;补偿室内排风和保持室内正压值所需的新鲜空气量;保持室内每人每小时的新鲜空气量≥40m3/h。

(3)送风量大。为了满足无尘车间内的洁净度热湿平衡,需要较大的风量,就300平方米的车间,吊顶高度为2.5米的,如果是万级,送风量就需要300X2.5X30=22500m3/h的送风量(换气次数,是≥25次/h);如果是十万级的,送风量就需要300X2.5X20=15000 m3/h的送风量(换气次数,是≥15次/h)。

2.空调方案的选用比较

  当前的电子厂房洁净室洁净等级大部份在1000级(ISO6级)—10000级(ISO7级)之间,其相当的换气次数平均在25—60次/H,要求的洁净室环境参数比较严格,大部份要求为室内温度22±2℃,相对湿度55±5%,洁净室内工艺设备发热量大,部份工艺设备排除热量所需的排风量也很大。由于要求高,发热量大,导致电子厂房洁净室空调系统的能耗是很惊人的,所以在设计之初对于洁净室空调系统的方式选择就需要认真考虑。

  根据笔者的实际工程经验,目前大多数已建成的电子厂房中,洁净室的空调系统一般都会使用常规净化空调方式---新风机组+混风机组+高效过滤器(HEPA),而另一种净化空调方式---新风机组+干盘管+FFU(FFU为英文缩写,全称为FanFilter Unit, 中文意思为风机过滤器单元)比较少见,原因有:(1)常规净化方式一直沿用,不愿更新改变;(2)部分企业认为新风机组+干盘管+FFU方式的洁净空调系统是用于高洁净度(≥100级)要求的项目中,担心用于1000级—10000级项目时造价会偏高。为此,本文着重从两种空调方式的特点及能耗方面进行分析探讨,说明新风机组+干盘管+FFU方式的洁净空调系统在电子厂房是确实可行的,并总结此净化空调方式在设计过程中需要注意的一些问题。

(1)组合式空气处理机组+冷水机组+高效送风口

  这是一个最传统的净化空调系统的设计方案。组合式空气处理机组里含有各种功能段,如混合段,初效过滤段,表冷段,二次回风段(或中间段),加热段,加湿段,中效过滤段,风机段等。其冷源由冷水机组提供。

优点:A.空气处理效果好,因空气经过集中处理,在送风过程中被污染程度较低。送风的温度,湿度的控制比较精确;B.比较适用于有集中冷源的或是较大的厂房;C.空调冷热源可于厂房普通空调系统合用或独立冷热源;D.维修频率较低,E.车间的噪音低。

缺点:A.需要有配套的冷冻机房或有放置热泵机组的室外空间。另需要有放置组合式空气处理机组的空调机房,如25000m3/h的组合式空调机组,常用外型尺寸为6450X1850X2250mm左右。对于旧厂房改造项目来说比较困难空出一个20—30m2的空调机房;B.造价高。特点:A.建议新风经过集中处理后再与回风混合,这样可以减少表冷段的处理负担;C.这类方案一般可以适用于洁净度较高的如百级,千级或万级,十万级等较低的净化无尘厂房。

(2)水冷机组+增压风柜+高效送风口

与第一种方案比较,这是相对比较简单的空调方案。它可以大大的缩小机房的面积,水冷柜机可以根据具体的情况布置于较小的机房内或净化车间内,增压风柜可以布置于机房内或吊在机房内或在夹层内。
 

优点:A.空气处理效果较好的,处理过后的空气在送风过程中被污染程度低。送风的温度湿度控制效果可以达到较好的控制。主要在空气处理机组(增压风柜)里进行控制;B.布置灵活。自带冷源;C.大小厂房,新旧厂房都适用;D.维修频率较低;E.车间噪音低。

 

缺点:A..需要小面积的机房。需要有冷却塔,冷却水泵的摆放位置;B.空调机组与空气处理机组要集中布置;C.造价较低。特点:这种方案可以是一次回风也可以是二次回风,具体根据车间的大小情况来定;这类方案一般可适用于洁净度为千级,万级,十万级等的净化无尘厂房。

2.分体空调柜机+FFU送风口

这是最简单的一个空调方案。是直接将分体空调柜机布置于车间内,并用彩钢围护起来,在柜机回风口处再在彩钢板上开回风口(带初效过滤网);FFU均匀布置于吊顶天花。这个方案适用于对室内温湿度精度要求不高的无尘车间。

 

优点:A.不需要占用机房面积,布置很灵活;B.可以满足空气的洁净度;C.造价最低。如300m2的无尘车间初投资约需要40万;D.送风均匀度好。

 

缺点:A.温湿度控制较差;B.可以满足空气的洁净度;C.FFU的维修频率高。

 

总结 :

       对于常规电子厂房洁净室空调的设计,应根据电子厂房的生产工艺要求及甲方的经济条件来选用哪种空调设计方案,以满足生产工艺的要求作为前提。根绝以往经验,对于要求高的可以选用组合式空气处理机组集中处理的空调方案;对于要求不高的,又要初投资的,可以选用柜机+FFU。总之,具体的方案选择根据具体情况而定。

 

  由于电子电路行业的飞速发展,洁净室的使用将会越来越广泛,而净化空调方式的选择则显得尤为重要,由于常规系统(新风机组+混风机组+高效过滤器)存在着运行能耗高、建筑空间要求大、管线交叉多等缺点,我们有理由推荐使用新型净化空调方式(新风机组+干盘管+FFU),其节能效果是明显优于常规系统的,建筑空间要求小,管线也不多,并且综合造价和成本与常规系统相差已经不大,相信在不久的将来会更低,所以新风机组+干盘管+FFU 净化空调方式的实施是具有现实可行性的。

 

  随着空调技术的发展,净化空调的设计方式必然会更多,只要我们认真了解系统,有针对性地进行研究,相信电子厂房净化空调方式的选择会不断更新,并且能够不断完善,能够再进一步的降低能源成本。
 

浅谈电子工业加湿器在电子车间中的应用 :

       电子行业:除静电、保持湿度、减少次品废品、增加印刷附着强度。

 

      目前,国内电子厂房要求越来越严格,为了保证产品的出厂品质,必须对生产厂房的温湿度进行严格控制,尤其是湿度,如果过于干燥则厂房内极易产生静电,造成CMOS集成电路损坏, 秋冬季节,当空气的相对湿度小于40%,因空气中水分太少,静电积聚无法传导地下,穿毛衣或拉车都会有电击的感觉,静电还会击穿IC、晶振、二三极管等元件。此时需要加湿至40%HR。

我们知道,摩擦会产生静电,静电在产品加工过程中影响工艺的实施,有时甚至会给整个环境带来灾难性的后果。从SMT车间的工作流程来看各个环节对湿度的要求:

1、錫膏丝印:其作用是将焊膏或贴片胶漏印到PCB的焊盘上,为元器件的焊接做准备。所用设备为丝印机(錫膏印刷机),位于SMT生产线的最前端。湿度太低,錫膏等易挥發助焊劑,湿度太高,则印刷后不容干。所以此流程对湿度的要求在70%左右。

 


2、点胶:它是将胶水滴到PCB的的固定位置上,其主要作用是将元器件固定到PCB板上。所用设备为点胶机,位于SMT生产线的最前端或检测设备的后面。因为胶质材料都是有机易挥发性物质,湿度太低,胶质物质挥发较快,即影响室内空气质量,又影响点胶的质量,湿度太高,胶质干得较慢,影响贴装速度。


3、贴装:其作用是将表面组装元器件准确安装到PCB的固定位置上。所用设备为贴片机,位于SMT生产线中丝印机的后面。这些组装元件大都是电子元件,摩擦时易产生静电,需要一定的湿度来出去静电的影响。



4、固化:其作用是将贴片胶融化,从而使表面组装元器件与PCB板牢固粘接在一起。所用设备为固化炉,位于SMT生产线中贴片机的后面。此流程是对车间湿度影响比较的大的一个环节,高温固化烘烤,空气湿度流失较多


5、回流焊接:其作用是将焊膏融化,使表面组装元器件与PCB板牢固粘接在一起。所用设备为回流焊炉。此流程中的回流焊接炉,温度较高,对湿度的影响最大。


6、清洗:其作用是将组装好的PCB板上面的对人体有害的焊接残留物如助焊剂等除去。所用设备为清洗机,位置可以不固定,可以在线,也可不在线。洗板机的洗板液是易挥发液体,挥发的空气中极易影响空气质量,湿度高时可以粘结空气的有机挥发物,使之重量变大,从而沉降。


       而大部分电子厂房,在当初设计的时候,并没有考虑加湿这项,所以解决SMT车间的湿度问题势在必行!对于绝大多少电子厂房来说,冬季由于室内空气含水量偏低,都需要适当加湿一般来说,电子厂房温度应控制在22℃左右,相对湿度控制在40~60%RH之间,在这种环境下,人们感觉舒适,静电也消失了。对于绝大多少电子厂房来说,冬季、春秋季节的大部分由于室内空气含水量偏低,都需要适当加湿。