半导体、生技制药、电子制造制程控管与节能环控应用
半导体、生技制药、电子制造制程控管与节能环控应用
半导体、生技制药与电子制造产业对环境稳定性、制程条件与系统可靠度具有高度要求。从无尘室环境、空调气流、制程设备、废气排放、压缩干燥空气、氮气供应,到冷却水、制程管路及特殊隔离设备,各系统虽具有不同功能,却共同影响制程环控、半导体制程控管、设备运转与生产品质。
当厂务或设备管理端缺乏即时且连续的量测资料时,温湿度偏移、洁净室压差改变、气流不足、气体露点升高、供气压力与流量异常、冷却水循环不足或排气能力下降等问题,往往不容易在初期被发现。透过温度、湿度、风速风量、差压、露点、压力、液体流量、液位与空气品质等多参数量测,可持续取得不同设备与制程区域的量测数据,作为异常判断、维护排程、制程环控与系统改善的依据。
eyc-tech 提供涵盖环境、气流与液体管路的多元传感器与讯号仪表,可依半导体、生技制药、电子制造及资料中心等不同场域建立量测点,并透过类比讯号、Relay 或 RS-485 等方式整合至既有控制与监控系统。从制程环境到厂务公用系统建立连续多点量测,可为设备状态判断、异常排查与后续维护提供持续且可追踪的量测依据。
废气排放与处理系统量测
半导体、电子与制药制程可能产生酸碱气体、制程废气或其他需要集中处理的排气,通常透过排气风管送往洗涤塔、活性碳吸附设备或其他废气处理系统。若排气风速或风量不足,可能影响制程设备局部排气能力;当风机、风管或后端处理设备的运转条件发生变化时,也可能使实际排气能力下降,因此风速与风量是制程排气系统的重要量测参数。
FTM94/95 工业级高精度热线式风速风量传感器,或采用 AFMP 平均流速测管(皮托管)搭配 PHM330 差压传感器或 PHD330 工业级微差压传感器,皆可应用于废气排放、大型排气风管及带有微腐蚀性气体的制程排气环境,持续量测排气系统的风速与风量变化。当排气能力下降或系统运转条件改变时,可提供风机、风管与后端处理设备巡检及维护的量测依据。
其中,FTM94/95可直接进行风速量测最高可达 120 m/s,适合需要连续掌握排气风速与风量变化的应用;AFMP则透过多点平均方式取得风管截面的差压资讯,再搭配差压传感器进行量测与风速风量换算,可降低局部紊流与流速分布不均对单点量测造成的影响。两种量测方式可依风管尺寸、安装条件、流场状态及现场系统需求选择,应用于制程排气与废气处理系统的长时间量测。
无尘室与制程设备环境量测
半导体微影、蚀刻、镀膜、化学机械研磨及其他精密制程,对设备周边的温度、湿度、压差与气流稳定度都有高度要求。即使整体无尘室维持于设定条件,制程机台内部或设备周边仍可能受到设备发热、局部排气、冷却系统及人员活动影响,形成与室内平均环境不同的局部微气候,因此除了整体环境控制外,也需要针对关键设备周边建立量测点。
THS17-MD 温湿度传感器采短探棒结构,可配置于机台内部、设备周边或其他空间受限的位置,持续掌握局部温湿度变化。对于较大范围的制程空间,可使用 THS30X 系列多功能温湿度传感器或 THM80X 系列工业级高精度温湿度传感器建立多点环境量测,使管理端能比较不同设备与区域之间的温湿度差异。
洁净区域之间也需要维持稳定的压差关系,以控制气流方向并降低外部污染物进入关键制程区域的可能。 PMM06-D 极超微差压传感器可应用于无尘室、气闸室及其他微小压差环境,最小显示0.05 Pa,持续监测空间压差变化;若需要进一步掌握局部微小气流与流动方向,则可搭配 FDM06-L 双向微小风速热质式传感器,其量程比:100:1,适合用于量测低风速与气流方向变化。
无尘室空调与气流系统量测
无尘室的外气空调箱、空调箱、风机过滤单元与送回风系统,共同负责温湿度调节、洁净空气供应及空间压差维持。当风量不足、滤网阻力增加或送风分布改变时,可能使无尘室换气与气流条件偏离原本设定,也可能影响空调系统的运转效率,因此风速风量量测除了应用于制程环控,也可作为节能环控与 HVAC 系统调整的数据依据。因此除了环境端的温湿度与空间压差外,空调风管及末端送风的风速风量同样需要持续量测。
针对无尘室空调与 HVAC 风管,可使用 AFMC 空调型平均流速测管搭配 PMM330 差压传感器进行风速量测。 AFMC 透过多孔平均结构取得风管截面的平均差压,可降低紊流对单点量测造成的影响,适合应用于外气、送风与回风等主要 HVAC 风管。
当空调系统处于低风速或变风量运转状态时,风管产生的差压也相对较小,AFMC 搭配 PMM330最低达1 m/s 的风速量测。若现场需要直接查看瞬间风量与累积风量,则可搭配 DPM04 瞬间量累积量显示控制器,将量测结果转换为现场可读取的风量资讯,并进一步衔接控制或监控系统。
在风机过滤单元、层流区及其他微小气流应用中,FDM06-L 双向微小风速热质式传感器可持续量测低风速并辨识气流方向;若需要掌握滤网阻力与设备前后端压差,则可依实际差压范围配置适合量程的差压传感器,透过差压趋势作为滤网清洁与更换的参考。
压缩干燥空气露点管理
压缩干燥空气广泛应用于半导体与电子制造设备的气动控制、吹扫及制程辅助用途,也是部分生技制药设备的重要公用气源。除了供气压力与流量之外,气体中的水气含量也是影响供气品质的重要因素。当干燥机效能下降、滤材异常或管路受到外部水气影响时,露点可能逐渐升高,使设备与制程面临凝结水气或干燥度不足等问题。
THS88ECO 工业级露点传感器或THS88MAX 工业级低湿露点传感器可配置于压缩干燥空气管路,露点规划范围:-80 ... +20 dp°C,持续监测供气露点变化,并作为干燥机、过滤器与供气系统检查的量测依据。
压缩干燥空气的使用量则可透过 FDM06-I 文丘里热质式流量计进行监测,持续取得瞬间流量与累积用量资讯,协助管理端掌握不同设备、产线或区域的实际用气状态,其量测范围0 ... 4000 m³/h。透过露点与流量数据的持续记录,可同时掌握压缩干燥空气的干燥程度与使用量变化,建立更完整的供气量测基础。
制氮系统与高纯度气体供应量测
氮气广泛应用于半导体、电子制造及部分制药制程中的吹扫、保护、储存与气氛控制。现场可透过变压吸附式制氮设备产生氮气,再由供气管路输送至不同制程设备。当供气压力或流量不足时,可能影响设备端的气体供应稳定性,因此制氮设备与供气主管需要持续掌握流量与压力变化。
FTM06D 热线式风速风量传感器可应用于制氮设备与气体管路的流量监测,量测范围0 ... 120 Nm/s,适用于持续掌握氮气供应状态。对于需要进一步掌握气体干燥程度的应用,则可配置 THS88ECO 工业级露点传感器或 THS88MAX 工业级低湿露点传感器,透过流量与露点数据的持续量测,建立更完整的高纯度气体供应监测基础。
冷却水与制程管路量测
半导体设备、精密电子设备、生技制药制程与厂务系统中,冷却水与各类制程管路负责设备散热、冷却循环及流体供应。当水温、流量、管路压力或设备差压出现变化时,可能反映泵浦、过滤器、热交换器或管路循环条件正在改变,因此需要依不同设备与管径建立适合的量测点。
TP05 温度传感器可配置于冷却水供回水管路,用于掌握进出口水温及温度变化,可用于 -40 ... +200°C温度范围。对于需要同步量测流速与温度的液体管路,可使用 FTC06 温度 & 水 / 空气流量传感器,采热质式原理同步量测流速与温度,其量测范围0 ... 3 m/s (水), 0 ... 60 m/s (空气),并支援 RS-485 通讯,适合冷却水支路、精密设备冷却及其他需要长时间连续量测的液体循环系统。
较大管径的冷却水主管可使用 FUM06 超音波流量传感器( DN50 ~ DN300 )进行流量量测,较小管径的支路则可使用 FUM03 夹钳式超音波流量计(DN8 ~ DN50)建立管外量测点。透过不同管径对应适合的超音波流量量测方式,可降低既有管路新增量测点时的施工需求,并比较主管与支路之间的流量分配状态。
管路及泵浦压力可透过 P048 压力传感器持续监测,热交换器、过滤器或其他设备前后端则可搭配 P063 差压传感器观察阻力变化。若系统包含水槽或储液设备,也可配置 L051 水位传感器掌握液位及补排水状态。透过温度、流量、压力、差压与液位的多点量测,可建立冷却水与制程管路连续且可相互比对的量测资料。
AI 伺服器与资料中心散热量测
AI 与高效能运算设备的功率密度持续提升,使资料中心逐步形成气冷与液冷并行的散热架构。相较于一般冷却水系统,资料中心除了需要掌握冷却系统本身的循环条件,也需要进一步关注伺服器机柜周边环境,以及冷却液实际送达机柜与冷却板端的量测数据。
在气冷伺服器区域,可使用 THS17-MD 温湿度传感器配置于机柜前后或设备周边,持续量测进出风区域的温湿度变化,并搭配适合的差压传感器量测机柜或不同区域之间的压差。透过温湿度与压差数据相互比较,可作为机柜进出风与周边环境变化的量测依据。
在液冷伺服器机柜与关键支路,可使用 FTC06 温度 & 水 / 空气流量传感器同步量测冷却液流速与温度;若需要于现场进一步查看瞬间量与累积量,也可搭配 DPM04 瞬间量累积量显示控制器。机柜供回液位置则可依需求配置 TP05 温度传感器,将供回液温度与支路流速数据相互比较,作为机柜、配液歧管及冷却板循环状态检查的量测基础。
生技与制药洁净室环境量测
生技与制药制程同样需要稳定的洁净环境,尤其在无菌制程、药品生产、实验及包装等区域,环境温湿度与不同空间之间的压差是洁净区域环境控制的重要条件。当温湿度偏离设定条件或空间压差不足时,可能造成洁净环境条件改变,因此需要建立长时间且连续的环境量测。
THS30X 系列多功能温湿度传感器或 THM80X 系列工业级高精度温湿度传感器可配置于洁净室与生产空间,持续掌握温度与湿度变化;PMM06-D 极超微差压传感器则可用于不同洁净等级区域、气闸室或走道之间的微小压差监测,协助确认空间正负压关系是否维持于设定条件。透过环境温湿度与压差数据的持续比较,可更完整掌握洁净室环境变化。
手套箱环境量测
手套箱广泛应用于半导体、精密电子、材料研究及生技制药等需要隔绝外部环境的制程。设备通常透过氮气或其他惰性气体建立低湿、低氧或特定气氛,以降低材料氧化、水气污染及外界环境对制程造成的影响,因此箱体内部的湿度、露点与压差是判断隔离环境变化的重要量测数据。
THM50X 温湿度传感器适合应用于低湿环境,其范围可用于-40°C ... +150°C精度高达:±0.1°C / ±1RH,可持续掌握手套箱内部的湿度变化;对于更低水气含量或需要以露点判断气体干燥程度的应用,可使用 THS88MAX 工业级低湿露点传感器进行连续量测。当手套箱需要维持相对外部环境的微正压或微负压时,则可使用 PMM06-D 极超微差压传感器监测箱体内外压差,透过湿度、露点与压差数据建立手套箱环境的连续量测基础。
生物安全柜气流与压差量测
生物安全柜透过特定的进气、排气与层流设计,使操作区域与外部环境之间维持受控制的气流状态,以降低样品、操作人员与外部环境之间的交叉污染风险。因此,进气风速、气流方向与设备内外压差,是生物安全柜的重要量测项目。
FDM06-L 双向微小风速热质式传感器可应用于低风速与层流环境,持续量测生物安全柜进气或作业区域的气流速度,并辨识气流方向;搭配 PMM06-D 极超微差压传感器,可进一步监测柜体内外的微小压差。若需要监测滤网前后端阻力,则可依实际差压范围选择适合量程的差压传感器。当气流速度、流向或压差出现异常变化时,连续量测数据可作为设备检查与维护判断的参考。
现场显示与中央监控系统整合
半导体、生技制药与电子制造场域通常同时存在大量环境与设备量测点,除了取得各项物理量之外,现场数值显示、警报、讯号处理与后端系统整合也是实际维运的重要需求。因此,可依不同量测讯号与应用需求搭配相对应的显示与控制仪表。
SD05 整合型讯号显示器、DPM03 多功能讯号显示控制器与 DPM04 瞬间量累积量显示控制器可依不同需求搭配传感器使用,在设备端或管路位置直接显示即时量测数值。其中,DPM03可进行警报、讯号处理及再传送;DPM04除了可同步呈现瞬间量与累积量外,也具备警报、讯号处理及再传送功能,可进一步与控制或监控系统整合,方便现场维护人员进行设备巡检与数值确认。
从制程环境到系统设备,eyc-tech提供完整量测架构
半导体、生技制药与电子制造设施涵盖无尘室环境、空调与制程排气、压缩干燥空气、氮气、冷却水、制程管路、资料中心及特殊隔离设备等多元系统与设备。若仅观察单一量测参数,往往难以快速判断异常来源,因此透过不同区域建立连续多点量测,可将各项量测数据相互比对,更完整掌握不同系统之间的变化。
eyc-tech 传感器可提供类比讯号、Relay 或 RS-485 通讯,将各制程设备与厂务系统的量测数据进一步整合至既有 BMS、SCADA、PLC 或资料撷取系统,使不同量测点的资讯能集中管理并持续记录,建立一致且可追踪的数据架构,作为制程环控、半导体制程控管、节能环控、设备巡检、异常比对、系统调整与预防性维护的量测基础。