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  潔凈室地板:設計、施工必須適應發展的需要
 
潔凈室的地板系統除了需要給在這個區域工作的人們提供穩定的立足點外,還要提供更多東西,例如把潔凈的空氣送入房間,支撐加工藝設備,為必要的設備維修提供方便的通道,并且還要具備堅固的表面保證設備可以在上面進行改造。潔凈室的地板也提供了電力系統的接地,起到傳導和靜電耗散的作用,消除ESD積累。
  由于所有這些原因,潔凈室的地板成為整個潔凈室中最重要的組成部分。然而,很多設備經理或工具安裝人員,在使用潔凈室時都會碰到地板帶來的麻煩。舉個例子,人們要進入地板下面的空間時,就會認識到——由于公差過于精密——需要很大的力量才能打開地板塊;然后,在把地板塊放回原處的時候,通常地板塊無法完全復原,不得不用腳用力在上面跺。而且,在使用工具翻開地板塊的時候,經常會損壞它們。
  很明顯,隨著時間的推移,這類原因和其他各種因素促使人們尋找一種不同的方法,設計和建造潔凈室的地板。
  從過去到現在
  傳統方式安裝一個潔凈室地板系統,是在一種叫做“開孔華夫板(open waffle slab)"的上面鋪設。這種華夫板是混凝土矩陣結構,帶有開孔,便于維修和空氣流通。潔凈室地板系統就組裝在這個矩陣結構之上,支架設在華夫板的開孔之間,支撐潔凈室地板系統。支架通常是2×2英尺,裝配2×2英尺的地板或通路地板塊。
  潔凈室對氣流的要求已經發生改變。因為制造空間采用了微環境,凈化的空氣過濾器數量減少了。由于產品是放在前開式標準片盒(FOUP)里或一個晶圓傳送系統里,把材料傳送到每個微環境中去,在那里進行加工處理。
  盡管潔凈室仍然需要過濾空氣,但過濾器的數量逐漸從100%覆蓋率降低到到35%覆蓋率。結果,流過整個空間和經過架空地板的空氣流量減少,穿孔地板的數量減少了,從而在潔凈室里更多地使用實心地板。
  傳統的地板系統的接地方法在工業中沒有多大改變。通常的方法是夾在支架上,然后連在一起接到建筑物的接地系統里。防靜電地板已經被廣泛應用,它利用特殊的具有耐化學腐蝕性的乙烯基材料,而且含有碳元素,具有必要的導電率。地板塊的下方,每個支架頂端,放置一個乙烯基/鐵絲網接地墊。這保證系統中電流正確貫穿所有構件。
  傳統的地板塊是印模壓鑄鋁,現場處理時重量輕。潔凈室使用的地板分為三類:穿孔、實心和格柵。不管是何種類型,地板塊必須具有一定的強度,以確保承受預期的重量要求。
  在過去的十五年里,潔凈室地板的承重要求大大增加,同樣地適應逐漸增加的制造工藝要求。事實上,目前最大滾動荷載從大約1200磅增加到 3000磅。更進一步的復雜要求是對華夫板的設計也做改進,減少開孔的數量。這意謂著地板支架不是2×2英尺間隔,而是2×4英尺的間隔。
  為了要解決這個問題,鋼結構已經被引用,以提供附加的結構力量和控制振動,支持傳統的2×2 英尺底座間隔。這樣一來,問題解決了,但是,在地板安裝過程中也增加了額外的一個步驟,增加建筑成本和時間進度。
  新方法
  在未來,所有的跡象表明了一個趨勢,即對于較大跨度和高強度的地板需求將會不斷增加。結果,當前的方法可能無法實行。舉例來說,如果大尺寸模具的費用限制了成本,那么印模壓鑄的地板塊將不會得到采用。
  很幸運,一些有創造性的解決方案正被引用到工業中,其中之一是下層結構和地板塊的整合,聯合兩個系統是很好的解決方法。這方式已經有了很大發展。
  這種方式可以被想象成一個擠壓成型的框架形成4×4英尺的盒子,在中心點有一個垂直正交十字結構。擠壓鋁型材具有易延展優點,強于印模壓鑄鋁。
  除此之外, 當要求的荷載增加時,承重框架結構的擠壓深度增加,只需要簡單更換擠壓模具即可,而這僅是更換印模壓鑄用的模具費用一小部分,制作時間也只有原來的四分之一。然后,框架系統會連接到跨距為4英尺的支架上,這個跨距符合開孔華夫板的要求?蚣芤唤浄胖,將一個鑄鋁堵板(4×4英尺的框架總共需要4個)插入已經安裝的框架內。
  這個系統有幾個優點
  
   ● 因為擠壓成型的框架的設計強度滿足荷載要求,下層結構可以去除。
  ● 因為設備安裝人員可以只從地板拔起中央堵板即可,可移動的地板塊的重量會大大減輕。
  ● 地板塊不能“楔"進地板內,因此使移動困難;相反,框架可以讓地板塊容易進行移動和替換。
  ● 堵板對于格柵、實心、或穿孔地板具有互換性,這樣可以方便地改變氣流,變換電源盒位置,等等。
  ● 每地板塊都能成為通路地板。
  ● 墻壁可以安裝在擠壓成型的框架上方,因此不會干擾地板下面的通路,或需要更換地板塊的位置,而只需重新設置中央堵板。
  ● 地板下面的管道系統,以及所有的其他維修設施都可以懸掛在擠壓成型的框架上。
  ● 擠壓成型的框架也可以提供帶加強筋的型號,以滿足特別高的荷載要求。
  新系統的實心和穿孔板(堵板)通過簡單的更換,就可以滿足空氣流量和需要的通氣孔。事實上,工業已經使用計算流體動力學模型(CFD)模擬潔凈室地板空間的氣流效果。傳統上,在每一塊穿孔板的下面使用風閥,用于系統的平衡。那是因為穿孔板有效截面面積必須最大,從而減小壓降,同時有利于機械系統的能源效率。為此,以前用的有效截面要求每個穿孔地板的開孔率為22%。但是,由于整個地板系統重量增加,提供這么大的有效截面很困難,于是,要靠印模壓鑄的地板為每塊地板塊提供強度。
  既然新的系統的總氣流量減少了,有18%有效截面可以利用,整個地板系統可以布置成統一式樣。如果在設備安裝后,出現奇怪的氣流模型,用實心的堵板代替穿孔的堵板,就可以非常簡單的解決這個問題。
  未來的潔凈室仍需良好的接地和良好的導電。而材料和膠粘劑的選擇會有所變化,以消除任何的不受歡迎的釋氣作用,防止污染空間。
  顯而易見,改善傳統的潔凈室的地板系統仍有空間。隨著潔凈室的需求和技術變化,很容易看出潔凈室地板系統發展的重要性

 

                           

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