半導體、生技製藥、電子製造製程控管與節能環控應用

半導體、生技製藥、電子製造製程控管與節能環控應用

半導體、生技製藥、電子製造製程控管與節能環控應用


半導體、生技製藥、電子製造製程控管與節能環控應用架構圖


半導體、生技製藥、電子製造製程控管與節能環控應用

 

半導體、生技製藥與電子製造產業對環境穩定性、製程條件與系統可靠度具有高度要求。從無塵室環境、空調氣流、製程設備、廢氣排放、壓縮乾燥空氣、氮氣供應,到冷卻水、製程管路及特殊隔離設備,各系統雖具有不同功能,卻共同影響製程環控、半導體製程控管、設備運轉與生產品質。

 

當廠務或設備管理端缺乏即時且連續的量測資料時,溫濕度偏移、潔淨室壓差改變、氣流不足、氣體露點升高、供氣壓力與流量異常、冷卻水循環不足或排氣能力下降等問題,往往不容易在初期被發現。透過溫度、濕度、風速風量、差壓、露點、壓力、液體流量、液位與空氣品質等多參數量測,可持續取得不同設備與製程區域的量測數據,作為異常判斷、維護排程、製程環控與系統改善的依據。

 

eyc-tech 提供涵蓋環境、氣流與液體管路的多元傳感器與訊號儀表,可依半導體、生技製藥、電子製造及資料中心等不同場域建立量測點,並透過類比訊號、Relay 或 RS-485 等方式整合至既有控制與監控系統。從製程環境到廠務公用系統建立連續多點量測,可為設備狀態判斷、異常排查與後續維護提供持續且可追蹤的量測依據。

 

廢氣排放與處理系統量測

半導體、電子與製藥製程可能產生酸鹼氣體、製程廢氣或其他需要集中處理的排氣,通常透過排氣風管送往洗滌塔、活性碳吸附設備或其他廢氣處理系統。若排氣風速或風量不足,可能影響製程設備局部排氣能力;當風機、風管或後端處理設備的運轉條件發生變化時,也可能使實際排氣能力下降,因此風速與風量是製程排氣系統的重要量測參數。

 

FTM94/95 工業級高精度熱線式風速風量傳感器,或採用 AFMP 平均流速測管(皮托管)搭配 PHM330 差壓傳感器或 PHD330 工業級微差壓傳感器,皆可應用於廢氣排放、大型排氣風管及帶有微腐蝕性氣體的製程排氣環境,持續量測排氣系統的風速與風量變化。當排氣能力下降或系統運轉條件改變時,可提供風機、風管與後端處理設備巡檢及維護的量測依據。

 

其中,FTM94/95可直接進行風速量測最高可達 120 m/s,適合需要連續掌握排氣風速與風量變化的應用;AFMP則透過多點平均方式取得風管截面的差壓資訊,再搭配差壓傳感器進行量測與風速風量換算,可降低局部紊流與流速分布不均對單點量測造成的影響。兩種量測方式可依風管尺寸、安裝條件、流場狀態及現場系統需求選擇,應用於製程排氣與廢氣處理系統的長時間量測。

 

無塵室與製程設備環境量測

半導體微影、蝕刻、鍍膜、化學機械研磨及其他精密製程,對設備周邊的溫度、濕度、壓差與氣流穩定度都有高度要求。即使整體無塵室維持於設定條件,製程機台內部或設備周邊仍可能受到設備發熱、局部排氣、冷卻系統及人員活動影響,形成與室內平均環境不同的局部微氣候,因此除了整體環境控制外,也需要針對關鍵設備周邊建立量測點。

 

THS17-MD 溫濕度傳感器採短探棒結構,可配置於機台內部、設備周邊或其他空間受限的位置,持續掌握局部溫濕度變化。對於較大範圍的製程空間,可使用 THS30X 系列多功能溫濕度傳感器或 THM80X 系列工業級高精度溫濕度傳感器建立多點環境量測,使管理端能比較不同設備與區域之間的溫濕度差異。

 

潔淨區域之間也需要維持穩定的壓差關係,以控制氣流方向並降低外部污染物進入關鍵製程區域的可能。PMM06-D 極超微差壓傳感器可應用於無塵室、氣閘室及其他微小壓差環境,最小顯示0.05 Pa,持續監測空間壓差變化;若需要進一步掌握局部微小氣流與流動方向,則可搭配 FDM06-L 雙向微小風速熱質式傳感器,其量程比:100:1,適合用於量測低風速與氣流方向變化。

 

無塵室空調與氣流系統量測

無塵室的外氣空調箱、空調箱、風機過濾單元與送回風系統,共同負責溫濕度調節、潔淨空氣供應及空間壓差維持。當風量不足、濾網阻力增加或送風分布改變時,可能使無塵室換氣與氣流條件偏離原本設定,也可能影響空調系統的運轉效率,因此風速風量量測除了應用於製程環控,也可作為節能環控與 HVAC 系統調整的數據依據。因此除了環境端的溫濕度與空間壓差外,空調風管及末端送風的風速風量同樣需要持續量測。

 

針對無塵室空調與 HVAC 風管,可使用 AFMC 空調型平均流速測管搭配 PMM330 差壓傳感器進行風速量測。AFMC 透過多孔平均結構取得風管截面的平均差壓,可降低紊流對單點量測造成的影響,適合應用於外氣、送風與回風等主要 HVAC 風管。

 

當空調系統處於低風速或變風量運轉狀態時,風管產生的差壓也相對較小,AFMC 搭配 PMM330最低達1 m/s 的風速量測。若現場需要直接查看瞬間風量與累積風量,則可搭配 DPM04 瞬間量累積量顯示控制器,將量測結果轉換為現場可讀取的風量資訊,並進一步銜接控制或監控系統。

 

在風機過濾單元、層流區及其他微小氣流應用中,FDM06-L 雙向微小風速熱質式傳感器可持續量測低風速並辨識氣流方向;若需要掌握濾網阻力與設備前後端壓差,則可依實際差壓範圍配置適合量程的差壓傳感器,透過差壓趨勢作為濾網清潔與更換的參考。

 

壓縮乾燥空氣露點管理

壓縮乾燥空氣廣泛應用於半導體與電子製造設備的氣動控制、吹掃及製程輔助用途,也是部分生技製藥設備的重要公用氣源。除了供氣壓力與流量之外,氣體中的水氣含量也是影響供氣品質的重要因素。當乾燥機效能下降、濾材異常或管路受到外部水氣影響時,露點可能逐漸升高,使設備與製程面臨凝結水氣或乾燥度不足等問題。

 

THS88ECO 工業級露點傳感器或THS88MAX 工業級低濕露點傳感器可配置於壓縮乾燥空氣管路,露點規劃範圍:-80 ... +20 dp°C,持續監測供氣露點變化,並作為乾燥機、過濾器與供氣系統檢查的量測依據。

 

壓縮乾燥空氣的使用量則可透過 FDM06-I 文丘里熱質式流量計進行監測,持續取得瞬間流量與累積用量資訊,協助管理端掌握不同設備、產線或區域的實際用氣狀態,其量測範圍0 ... 4000 m³/h。透過露點與流量數據的持續記錄,可同時掌握壓縮乾燥空氣的乾燥程度與使用量變化,建立更完整的供氣量測基礎。

 

製氮系統與高純度氣體供應量測

氮氣廣泛應用於半導體、電子製造及部分製藥製程中的吹掃、保護、儲存與氣氛控制。現場可透過變壓吸附式製氮設備產生氮氣,再由供氣管路輸送至不同製程設備。當供氣壓力或流量不足時,可能影響設備端的氣體供應穩定性,因此製氮設備與供氣主管需要持續掌握流量與壓力變化。

 

FTM06D 熱線式風速風量傳感器可應用於製氮設備與氣體管路的流量監測,量測範圍0 ... 120 Nm/s,適用於持續掌握氮氣供應狀態。對於需要進一步掌握氣體乾燥程度的應用,則可配置 THS88ECO 工業級露點傳感器或 THS88MAX 工業級低濕露點傳感器,透過流量與露點數據的持續量測,建立更完整的高純度氣體供應監測基礎。

 

冷卻水與製程管路量測

半導體設備、精密電子設備、生技製藥製程與廠務系統中,冷卻水與各類製程管路負責設備散熱、冷卻循環及流體供應。當水溫、流量、管路壓力或設備差壓出現變化時,可能反映泵浦、過濾器、熱交換器或管路循環條件正在改變,因此需要依不同設備與管徑建立適合的量測點。

 

TP05 溫度傳感器可配置於冷卻水供回水管路,用於掌握進出口水溫及溫度變化,可用於 -40 ... +200°C溫度範圍。對於需要同步量測流速與溫度的液體管路,可使用 FTC06 溫度 & 水 / 空氣流量傳感器,採熱質式原理同步量測流速與溫度,其量測範圍0 ... 3 m/s (水), 0 ... 60 m/s (空氣),並支援 RS-485 通訊,適合冷卻水支路、精密設備冷卻及其他需要長時間連續量測的液體循環系統。

 

較大管徑的冷卻水主管可使用 FUM06 超音波流量傳感器( DN50 ~ DN300 )進行流量量測,較小管徑的支路則可使用 FUM03 夾鉗式超音波流量計(DN8 ~ DN50)建立管外量測點。透過不同管徑對應適合的超音波流量量測方式,可降低既有管路新增量測點時的施工需求,並比較主管與支路之間的流量分配狀態。

 

管路及泵浦壓力可透過 P048 壓力傳感器持續監測,熱交換器、過濾器或其他設備前後端則可搭配 P063 差壓傳感器觀察阻力變化。若系統包含水槽或儲液設備,也可配置 L051 水位傳感器掌握液位及補排水狀態。透過溫度、流量、壓力、差壓與液位的多點量測,可建立冷卻水與製程管路連續且可相互比對的量測資料。

 

AI 伺服器與資料中心散熱量測

AI 與高效能運算設備的功率密度持續提升,使資料中心逐步形成氣冷與液冷並行的散熱架構。相較於一般冷卻水系統,資料中心除了需要掌握冷卻系統本身的循環條件,也需要進一步關注伺服器機櫃周邊環境,以及冷卻液實際送達機櫃與冷卻板端的量測數據。

 

在氣冷伺服器區域,可使用 THS17-MD 溫濕度傳感器配置於機櫃前後或設備周邊,持續量測進出風區域的溫濕度變化,並搭配適合的差壓傳感器量測機櫃或不同區域之間的壓差。透過溫濕度與壓差數據相互比較,可作為機櫃進出風與周邊環境變化的量測依據。

 

在液冷伺服器機櫃與關鍵支路,可使用 FTC06 溫度 & 水 / 空氣流量傳感器同步量測冷卻液流速與溫度;若需要於現場進一步查看瞬間量與累積量,也可搭配 DPM04 瞬間量累積量顯示控制器。機櫃供回液位置則可依需求配置 TP05 溫度傳感器,將供回液溫度與支路流速數據相互比較,作為機櫃、配液歧管及冷卻板循環狀態檢查的量測基礎。

 

生技與製藥潔淨室環境量測

生技與製藥製程同樣需要穩定的潔淨環境,尤其在無菌製程、藥品生產、實驗及包裝等區域,環境溫濕度與不同空間之間的壓差是潔淨區域環境控制的重要條件。當溫濕度偏離設定條件或空間壓差不足時,可能造成潔淨環境條件改變,因此需要建立長時間且連續的環境量測。

 

THS30X 系列多功能溫濕度傳感器或 THM80X 系列工業級高精度溫濕度傳感器可配置於潔淨室與生產空間,持續掌握溫度與濕度變化;PMM06-D 極超微差壓傳感器則可用於不同潔淨等級區域、氣閘室或走道之間的微小壓差監測,協助確認空間正負壓關係是否維持於設定條件。透過環境溫濕度與壓差數據的持續比較,可更完整掌握潔淨室環境變化。

 

手套箱環境量測

手套箱廣泛應用於半導體、精密電子、材料研究及生技製藥等需要隔絕外部環境的製程。設備通常透過氮氣或其他惰性氣體建立低濕、低氧或特定氣氛,以降低材料氧化、水氣污染及外界環境對製程造成的影響,因此箱體內部的濕度、露點與壓差是判斷隔離環境變化的重要量測數據。

 

THM50X 溫濕度傳感器適合應用於低濕環境,其範圍可用於-40°C ... +150°C精度高達:±0.1°C / ±1RH,可持續掌握手套箱內部的濕度變化;對於更低水氣含量或需要以露點判斷氣體乾燥程度的應用,可使用 THS88MAX 工業級低濕露點傳感器進行連續量測。當手套箱需要維持相對外部環境的微正壓或微負壓時,則可使用 PMM06-D 極超微差壓傳感器監測箱體內外壓差,透過濕度、露點與壓差數據建立手套箱環境的連續量測基礎。

 

生物安全櫃氣流與壓差量測

生物安全櫃透過特定的進氣、排氣與層流設計,使操作區域與外部環境之間維持受控制的氣流狀態,以降低樣品、操作人員與外部環境之間的交叉污染風險。因此,進氣風速、氣流方向與設備內外壓差,是生物安全櫃的重要量測項目。

 

FDM06-L 雙向微小風速熱質式傳感器可應用於低風速與層流環境,持續量測生物安全櫃進氣或作業區域的氣流速度,並辨識氣流方向;搭配 PMM06-D 極超微差壓傳感器,可進一步監測櫃體內外的微小壓差。若需要監測濾網前後端阻力,則可依實際差壓範圍選擇適合量程的差壓傳感器。當氣流速度、流向或壓差出現異常變化時,連續量測數據可作為設備檢查與維護判斷的參考。

 

現場顯示與中央監控系統整合

半導體、生技製藥與電子製造場域通常同時存在大量環境與設備量測點,除了取得各項物理量之外,現場數值顯示、警報、訊號處理與後端系統整合也是實際維運的重要需求。因此,可依不同量測訊號與應用需求搭配相對應的顯示與控制儀表。

 

SD05 整合型訊號顯示器、DPM03 多功能訊號顯示控制器與 DPM04 瞬間量累積量顯示控制器可依不同需求搭配傳感器使用,在設備端或管路位置直接顯示即時量測數值。其中,DPM03可進行警報、訊號處理及再傳送;DPM04除了可同步呈現瞬間量與累積量外,也具備警報、訊號處理及再傳送功能,可進一步與控制或監控系統整合,方便現場維護人員進行設備巡檢與數值確認。

 

從製程環境到系統設備,eyc-tech提供完整量測架構

半導體、生技製藥與電子製造設施涵蓋無塵室環境、空調與製程排氣、壓縮乾燥空氣、氮氣、冷卻水、製程管路、資料中心及特殊隔離設備等多元系統與設備。若僅觀察單一量測參數,往往難以快速判斷異常來源,因此透過不同區域建立連續多點量測,可將各項量測數據相互比對,更完整掌握不同系統之間的變化。

 

eyc-tech 傳感器可提供類比訊號、Relay 或 RS-485 通訊,將各製程設備與廠務系統的量測數據進一步整合至既有 BMS、SCADA、PLC 或資料擷取系統,使不同量測點的資訊能集中管理並持續記錄,建立一致且可追蹤的數據架構,作為製程環控、半導體製程控管、節能環控、設備巡檢、異常比對、系統調整與預防性維護的量測基礎。