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2005 經濟部節約能源績優廠商觀摩會 聯華電子 Fab12A 廠 潔淨室採“ Ballroom+SMIF ” 系統暨 FFU 轉速調整

2005 經濟部節約能源績優廠商觀摩會 聯華電子 Fab12A 廠 潔淨室採“ Ballroom+SMIF ” 系統暨 FFU 轉速調整. 王傑明 j_m_wang@umc.com 空調組 技術經理 廠務暨擴建工程部/ Fab12A 廠務工程. 97. 簡報綱要. 潔淨室的分類 潔淨室系統分類 潔淨室空氣循環動力形式 潔淨室種類 什麼是 SMIF Mini-Environment 的概念 節能最佳化的潔淨室選擇 FFU 轉速調整節能成效分析. 潔淨室系統之分類. 潔淨室分類: 依氣流流動方式 層流( Laminar Airflow )式

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2005 經濟部節約能源績優廠商觀摩會 聯華電子 Fab12A 廠 潔淨室採“ Ballroom+SMIF ” 系統暨 FFU 轉速調整

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Presentation Transcript


  1. 2005 經濟部節約能源績優廠商觀摩會聯華電子Fab12A 廠潔淨室採“Ballroom+SMIF”系統暨FFU轉速調整 王傑明 j_m_wang@umc.com 空調組 技術經理 廠務暨擴建工程部/Fab12A廠務工程 97

  2. 簡報綱要 • 潔淨室的分類 • 潔淨室系統分類 • 潔淨室空氣循環動力形式 • 潔淨室種類 • 什麼是SMIF • Mini-Environment的概念 • 節能最佳化的潔淨室選擇 • FFU轉速調整節能成效分析

  3. 潔淨室系統之分類 • 潔淨室分類: • 依氣流流動方式 • 層流(Laminar Airflow )式 • 亂流(Turbulent Airflow)式 • 層流 + 亂流 混合(Mixed Airflow)式 • 依建築物結構 • 雙層潔淨室式 • 三樓層式 • 單樓層式 • 依潔淨室結構 • Ball room • Bay and Chase

  4. 依潔淨室氣流(Airflow)之分類 (Laminar Airflow) 流速隨時間與空間作平緩變化的流場 (Turbulent Airflow) 速度隨時間作劇烈震盪的流場,但其短時間平均可能仍具規則性 (Mixed Airflow) 混合型氣流

  5. 依潔淨室建築結構之分類 Double Deck 雙層主FAB型

  6. 依潔淨室建築結構之分類 三層式單一主FAB型

  7. 依潔淨室建築結構之分類 單一樓層型式

  8. 依潔淨室結構之分類 Ball room Bay and Chase

  9. 潔淨室空氣循環動力形式—循環空調機 RCU S.A 回風 資料提供: 亞翔工程公司

  10. 潔淨室空氣循環動力形式—軸流風扇 Axial Fan 回風 資料提供: 亞翔工程公司

  11. 潔淨室空氣循環動力形式—FFU系統 回風 資料提供: 亞翔工程公司

  12. Ball Room型潔淨室 • Ball Room型潔淨室FFU配置 1.全區採同一潔淨等級設計,並無生產區及維修區之區分 2.一般採用潔淨等級Class 100 或 Class 1,000之設計 3.FFU採全區均佈配置

  13. Ball Room型潔淨室

  14. Bay and Chase 潔淨室 • Bay and Chase型潔淨室FFU配置 1.全區依不同潔淨等級需求設計,並以隔間牆區分生產區及維修區之區分 2.生產區採用潔淨等級Class 1設計,維修區採用 Class 1,000之設計

  15. Bay and Chase 潔淨室 維修區 生產區 資料來源: 亞翔工程公司網站

  16. 什麼是SMIF ? 1.SMIF : Standard Mechanical Interface標準機械介面的 縮寫 2.提供設備與晶圓間一標準的傳輸介面裝置 3.300mm SMIF設置及設計參考規範 2-1.SEMI-15.1-1104 Specification for 300 mm Tool Load Port 2-2.SEMI-19-0697 Standard Mechanical Interface (SMIF) 2-3.SEMI-19.5-0996 Specification for 300-mmBottom- Opening Standard Mechanical Interface (SMIF)

  17. SMIF的用途 1.於各種不同品牌之生產設備中,提供一種標準介面裝置,以供傳送系統或操作人員讓晶圓出入設備內部進行生產。 2.可保護晶圓於出入設備、傳送與儲存過程中,免於遭受外氣污染物質之污染。 照片來源: ASYST公司網站

  18. SMIF與潔淨室系統的關聯 • SMIF為晶圓傳送與機台間之介面裝置,因此當裝載晶圓之晶舟盒開啟後,即需提供一超潔淨之環境,以避免晶圓遭受污染 • 此一超潔淨之環境可由廠務之潔淨室系統或機台本身之FFU提供 • Bay and Chase潔淨室因於生產區即為Class 1之環境,因此勿須再另行架構超潔淨之環境 • Ball room潔淨室因環境均為Class 100/1,000之潔淨度,所以需另行架構超潔淨之環境,以避免晶圓遭受污染

  19. Mini-Environment的概念 • 以Ball room為架構之潔淨室,因僅需針對晶圓會暴露於環境中的區域架設超潔淨環境,而不需大費周章進行全區環境潔淨度之提昇,因此,我們將此一局部超潔淨之區域稱為〝Mini-Environment〞 • Mini-Environment的架構可由廠務FFU系統延伸及機台本身建構FFU系統兩種 • 相關建構概念如後附圖說明

  20. Mini-Environment的概念 資料提供: 亞翔工程公司

  21. Mini-Environment的概念 資料提供: 亞翔工程公司

  22. Mini-Environment的概念 這就是 Mini-Environment 照片來源: ASYST公司網站

  23. Mini-Environment的概念 機台FFU建構之 Mini-Environment + SMIF port 機台FFU建構之 Mini-Environment + SMIF port 照片來源: 日本TEL公司網站 照片來源: 美商應用材料公司網站

  24. 節能最佳化的潔淨室選擇 • 空氣動力循環採用FFU系統 • 採用Ball room型潔淨室 • Mini-Environment的建構由生產設備提供 • 選擇大尺寸的FFU,如1,200 x 600 mm改為1,200 x 900 mm或1,200 x 1,200 mm

  25. FAB採“Ball Room + SMIF”系統節能成效分析 • FAB採SMIF設計理念: • 生產設備機採SMIF Mini-environment設計。 • 無塵室採全區Ball room亂流式設計。 • 採用FFU (Fan Filter Unit)系統無塵室。 • 無塵室潔淨度需求: • 一般生產區 Class 100 • 晶片裸露區 Class 1 • FAB採SMIF設計效益: • 潔淨室操“Ball room + SMIF”系統設計,FFU安裝台數較“Bay & Chase”潔淨室操作區(採100% FFU分佈率),共可節省安裝3,000台FFU。

  26. FFU轉速調整節能成效分析 • FFU轉速控制原理: FFU馬達採用DC Brushless Motor,藉由控制箱之電路板將交流電源轉成直流電供電給風扇之馬達,並改變直流電壓之大小來作FFU轉速調整控制。

  27. FFU轉速調整節能成效分析 • FFU轉速調整節能措施: • 使用SMIF系統設計,減少潔淨室空氣循環量,降低能源消耗。 • 全面Review FAB區FFU運轉轉速,在不影響生產狀況下,調整至合理轉速。 • 避免影響生產區潔淨度,FAB操作區一般維持較高轉速。 • FAB維修區可視情況調低轉速以節省能源,但以不影響環境潔淨度為原則。

  28. FFU轉速調整節能成效分析 • FAB區FFU運轉轉速調整前(全區M2 1,000~1,100rpm): 生產區

  29. FFU轉速調整節能成效分析 • FAB全區Review FFU運轉轉速至合理轉速(M1及L 800~900rpm): 生產區

  30. FAB採“Ball Room + SMIF”系統暨FFU轉速調整節能成效說明 • FAB採“Ball room + SMIF”系統設計節能計算如下: • 約可節省3,000台FFU安裝 • 125W×24hr×365day×3,000台=3,285,000kWh/年 • FFU M2風速消耗功率為125kW • FFU轉速調整節能計算如下: • 配合調整轉速到M1或L的數量約為1,990台 • 共節省261,000kWh/年 • FFU L風速消耗功率為110kW • 綜合以上兩點: • 每年節省用電量3,546,000kWh/年

  31. 潔淨室其他相關節能方案 • MAU送風溫度調降 • 潔淨室正壓調降 • 減少潔淨室氣流洩漏量 • 潔淨室RAP及TRUSS照明系統節能管制 • 製程排氣(Process exhaust)減量

  32. 敬請指教! 以上資料僅限本次觀摩會研究使用,請勿移作他用!

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