{"id":4613,"date":"2025-09-26T09:02:44","date_gmt":"2025-09-26T01:02:44","guid":{"rendered":"https:\/\/www.bacintl.com\/?p=4613"},"modified":"2025-10-09T10:28:30","modified_gmt":"2025-10-09T02:28:30","slug":"how-is-the-air-flow-control-in-a-cleanroom-achieved","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.bacintl.com\/es\/how-is-the-air-flow-control-in-a-cleanroom-achieved\/","title":{"rendered":"C\u00f3mo se controla el caudal de aire en una sala blanca"},"content":{"rendered":"
The core objective is to ensure the directional flow of air within the cleanroom without dead corners or vortices, while efficiently filtering particles and controlling the diffusion of pollutants. The implementation logic should revolve around “where the airflow comes from, how it flows, and where it goes”, which can be specifically broken down into the following five key links:First, clarify: The core objective of air flow control in a cleanroom
\nAntes de aplicar la soluci\u00f3n t\u00e9cnica, es necesario fijar primero los tres objetivos principales del control del flujo de aire, y todos los dise\u00f1os deben girar en torno a ellos:
\nDireccionalidad: El aire fluye a lo largo de la trayectoria preestablecida (como verticalmente hacia abajo u horizontalmente hacia delante), evitando la formaci\u00f3n de \"v\u00f3rtices\" por encima de la oblea\/equipo (los v\u00f3rtices pueden retener part\u00edculas y causar contaminaci\u00f3n secundaria).
\nUniformidad: No hay fluctuaciones significativas en la velocidad y direcci\u00f3n del flujo de aire dentro del \u00e1rea limpia (como una desviaci\u00f3n de la velocidad del flujo vertical de \u226410%), lo que evita la acumulaci\u00f3n de part\u00edculas en \u00e1reas locales.
\nAlta eficacia: El flujo de aire puede arrastrar r\u00e1pidamente las part\u00edculas generadas en la zona limpia (como las emitidas por el personal y los equipos) y descargarlas a trav\u00e9s del sistema de aire de retorno, evitando que el tiempo de residencia de las part\u00edculas exceda el rango permitido del proceso (normalmente, se requiere que el tiempo de residencia de las part\u00edculas en la zona limpia sea inferior a 1 segundo).
\nIi. Paso b\u00e1sico 1: Selecci\u00f3n del modo de organizaci\u00f3n del flujo de aire (adaptaci\u00f3n en funci\u00f3n de los requisitos de limpieza)
\nLas distintas zonas de limpieza (como las zonas de producci\u00f3n principales y las zonas auxiliares) tienen requisitos diferentes en cuanto al flujo de aire. Es necesario determinar primero el modo de organizaci\u00f3n del flujo de aire correspondiente: se trata del \"dise\u00f1o de nivel superior\" del control del flujo de aire y determina directamente la posterior selecci\u00f3n y disposici\u00f3n de los equipos. Los principales modelos de salas blancas de semiconductores adoptan los tres tipos siguientes, con el \"flujo unidireccional vertical\" como n\u00facleo:<\/div>\n
\n\n\n\n\n\n\n
Patr\u00f3n de organizaci\u00f3n del flujo de aire<\/td>\nPrincipio b\u00e1sico<\/td>\nZona aplicable<\/td>\nRequisitos de los par\u00e1metros clave<\/td>\n<\/tr>\n
Flujo unidireccional vertical (flujo laminar)<\/td>\nEl aire fluye verticalmente hacia abajo desde la parte superior de la sala blanca (llena de filtros), cubriendo toda la zona como una \"cascada de aire\", y luego se descarga a trav\u00e9s de los orificios de aire de retorno del suelo, formando un \"canal unidireccional de arriba abajo\".<\/td>\nZonas de alta limpieza (ISO Clase 1 a 5): como zonas de litograf\u00eda EUV, zonas de uni\u00f3n de obleas y zonas de grabado.<\/td>\n\n

Velocidad del flujo de aire: 0,25-0,5 m\/s (para procesos avanzados, debe ser \u22650,3 m\/s);<\/p>\n

Uniformidad del flujo de aire: \u226590% (diferencia de velocidad entre dos puntos cualesquiera \u226410%).<\/p>\n

\u00cdndice de cobertura del filtro: \u226590% (se requiere una cobertura total de 100% para la zona de clase 1)<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

Flujo unidireccional horizontal (laminar)<\/td>\nEl aire fluye horizontalmente desde un lado de la sala blanca (como un conjunto de filtros de pared) hasta la zona de aire de retorno del otro lado, formando un \"flujo de aire unidireccional de izquierda a derecha\/de delante hacia atr\u00e1s\"<\/td>\n\u00c1reas locales de alta limpieza: como mesas de limpieza de obleas, \u00e1reas de recubrimiento fotorresistente (es necesario proteger los puntos de proceso locales).<\/td>\n\n

Velocidad del flujo de aire: 0,3-0,6 m\/s;<\/p>\n

Anchura de cobertura del flujo de aire: \u22643m (Una anchura excesiva provocar\u00e1 la atenuaci\u00f3n del flujo de aire y una velocidad irregular).<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

Flujo no unidireccional (turbulencia)<\/td>\n\n

El aire se env\u00eda a la sala blanca a trav\u00e9s de filtros montados en el techo o en la pared sin una direcci\u00f3n de flujo fija y se descarga aleatoriamente a trav\u00e9s del sistema de aire de retorno. La concentraci\u00f3n de part\u00edculas se reduce mediante la \"diluci\u00f3n del aire\"<\/p>\n<\/td>\n

Zonas auxiliares de baja limpieza: como vestuarios, zonas de almacenamiento temporal de material, pasillos de salas blancas (ISO Clase 6~8)<\/td>\n\n

Tasa de cambio de aire: \u226520 a 60 veces por hora (\u226560 veces para la clase 6 y \u226520 veces para la clase 8).<\/p>\n

Evite los \u00e1ngulos muertos locales (como las esquinas de las paredes y reserve los canales de aire de retorno bajo los equipos).<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

\u00a0<\/div>\n
\"\"<\/div>\n
\n
Iii. Eslab\u00f3n central 2: Composici\u00f3n del equipo del sistema de control del flujo de aire (soporte de hardware)
\nUna vez determinado el modo de organizaci\u00f3n del flujo de aire, se requiere un conjunto completo de equipos de \"suministro de aire - filtraci\u00f3n - retorno de aire\" para implementar el objetivo de control del flujo de aire. Este sistema es el \"n\u00facleo de hardware\" del control del flujo de aire e incluye principalmente cinco tipos de equipos clave:
\n1. Sistema de suministro de aire: Proporciona una fuente de aire estable y limpio
\nUnidad de tratamiento de aire (AHU\/MAU)
\nFunci\u00f3n: En primer lugar, realiza un \"pretratamiento\" del aire fresco exterior (o del aire de retorno interior): filtra las part\u00edculas de gran tama\u00f1o (filtro primario), regula la temperatura y la humedad (bater\u00eda de calefacci\u00f3n\/refrigeraci\u00f3n, m\u00f3dulo de deshumidificaci\u00f3n\/humidificaci\u00f3n) y elimina los contaminantes qu\u00edmicos (adsorci\u00f3n de carb\u00f3n activo, filtro qu\u00edmico), para garantizar que el aire enviado a la sala limpia est\u00e9 \"limpio, a temperatura y humedad constantes\".
\nRequisitos clave: Utilizar ventiladores de frecuencia variable (que puedan ajustar din\u00e1micamente la velocidad del viento en funci\u00f3n de los requisitos de presi\u00f3n y volumen de aire de la sala blanca para evitar el derroche de energ\u00eda); El ventilador debe ser un \"motor sin escobillas\" (para evitar que el polvo de carb\u00f3n se desprenda y genere part\u00edculas). La precisi\u00f3n del control de la temperatura y la humedad debe ajustarse a los requisitos del proceso (como \u00b10,1\u2103 de temperatura y \u00b1 2%RH de humedad).
\nConducto de suministro de aire y caja de presi\u00f3n est\u00e1tica
\nFunci\u00f3n: Transportar uniformemente el aire procesado por la UTA a la parte superior de la sala blanca. La caja de presi\u00f3n est\u00e1tica puede \"amortiguar el flujo de aire\", evitando que el flujo de aire impacte directamente en el filtro y provoque una velocidad desigual.
\nRequisitos del material: Pared interior lisa (para evitar la adherencia de part\u00edculas), de acero inoxidable o chapa de acero galvanizado (resistente a la corrosi\u00f3n y libre de polvo).
\n2. Sistema de filtraci\u00f3n: Intercepta las part\u00edculas para garantizar un flujo de aire limpio
\nLa filtraci\u00f3n es la \"barrera central\" para el control del flujo de aire. Es necesario interceptar gradualmente part\u00edculas de distintos tama\u00f1os mediante una \"filtraci\u00f3n en tres etapas\" (eficiencia primaria \u2192 eficiencia media \u2192 alta eficiencia\/ultraalta eficiencia) para evitar que el filtro de alta eficiencia se obstruya prematuramente.
\nFiltro primario (situado a la entrada de la UTA) : Intercepta part\u00edculas \u22655\u03bcm (como polvo y pelos), protegiendo el filtro posterior de eficacia media. El material es principalmente tela no tejida y debe sustituirse cada 1 a 3 meses.
\nFiltro de media eficiencia (situado en el interior de la UTA) : Intercepta part\u00edculas \u22651\u03bcm para proteger el filtro de alta eficiencia. El material es principalmente fibra de vidrio y debe sustituirse cada 3 a 6 meses.
\nFiltros de alta eficacia\/ultra alta eficacia (situados en la parte superior de la sala blanca, es decir, la \"capa filtrante del techo\") :
\nFiltro de alta eficiencia (HEPA) : Intercepta part\u00edculas \u22650,3\u03bcm, con una eficacia de filtraci\u00f3n de \u226599,97%, apto para zonas ISO Clase 5 a 8.
\nFiltro de eficacia ultra alta (ULPA) : Intercepta part\u00edculas \u22650,12\u03bcm, con una eficacia de filtraci\u00f3n de \u226599,999%, apto para zonas ISO Clase 1 a 4 (como el proceso de 5nm);
\nRequisitos de instalaci\u00f3n: El filtro y el techo deben sellarse con \"sellador\" o \"ranura l\u00edquida\" (para evitar que el aire se filtre por el hueco y provoque el incumplimiento de las normas de limpieza), y debe realizarse una \"prueba de integridad\" (como la prueba DOP) cada trimestre para comprobar si hay alg\u00fan da\u00f1o.
\n3. Sistema de aire de retorno: Asegurar la descarga direccional del flujo de aire para formar una circulaci\u00f3n
\nEl sistema de aire de retorno es la clave del \"circuito cerrado\" del flujo de aire y debe coordinarse con el sistema de aire de impulsi\u00f3n para garantizar que el flujo de aire \"s\u00f3lo sale y no vuelve\", evitando la retenci\u00f3n de part\u00edculas.
\nDise\u00f1o de la v\u00eda de aire de retorno.
\n\u00c1rea de flujo unidireccional vertical: Las \"rejillas de aire de retorno\" se colocan en el suelo (cubriendo todo el suelo o dispuestas a lo largo de la periferia del equipo). El flujo de aire desciende desde la parte superior, transportando las part\u00edculas a trav\u00e9s de las rejillas hasta el conducto de aire de retorno subterr\u00e1neo, y luego vuelve a la UTA para su reprocesamiento.
\nZona de flujo unidireccional horizontal: La rejilla de aire de retorno est\u00e1 situada en el lado descendente del flujo de aire (como la parte inferior de la pared opuesta), lo que garantiza que el flujo de aire cubra completamente la zona de proceso en direcci\u00f3n horizontal antes de ser descargado.
\n\u00c1rea de flujo no unidireccional: La rejilla de aire de retorno suele estar situada en la esquina de la pared o el techo. Debe evitarse que est\u00e9 directamente orientada hacia la salida de aire de impulsi\u00f3n (para prevenir cortocircuitos en el flujo de aire y evitar \u00e1ngulos muertos locales).
\nRequisitos de los equipos de aire de retorno
\nEl conducto de aire de retorno debe estar equipado con un \"filtro de aire de retorno de eficiencia media\" (para interceptar las part\u00edculas grandes que se levantan del suelo y evitar la contaminaci\u00f3n de la UTA).
\nEl ventilador de aire de retorno debe estar \"conectado con conversi\u00f3n de frecuencia\" para el ventilador de aire de impulsi\u00f3n (garantizando que el volumen de aire de impulsi\u00f3n = volumen de aire de retorno + volumen de aire fresco para mantener una presi\u00f3n positiva estable en la sala blanca).
\n4. Equipo de rectificaci\u00f3n del flujo de aire: Optimizan la uniformidad del flujo de aire y eliminan los v\u00f3rtices.
\nIncluso con un sistema de impulsi\u00f3n y retorno de aire, las zonas locales (como debajo de los equipos o en las esquinas) pueden seguir experimentando v\u00f3rtices de flujo de aire, que deben optimizarse mediante equipos de rectificaci\u00f3n.
\nPlaca de difusi\u00f3n del flujo de aire (situada debajo del filtro) : \"Dispersa y homogeneiza\" el flujo de aire enviado por el filtro para evitar el impacto directo del flujo de aire sobre la oblea o el equipo, formando un flujo de aire vertical uniforme.
\nPlacas deflectoras (situadas alrededor de los equipos) : Cuando hay equipos grandes (como m\u00e1quinas de fotolitograf\u00eda) en la zona limpia, los equipos bloquear\u00e1n el flujo de aire. Es necesario instalar placas deflectoras en el lateral del equipo para guiar el flujo de aire alrededor del equipo y evitar la formaci\u00f3n de v\u00f3rtices debajo del equipo.
\nM\u00e1quina de cortina de aire (situada en la entrada o ventana de transferencia de la sala blanca) : Forma una \"barrera horizontal de flujo de aire\" en la entrada para impedir la infiltraci\u00f3n de aire de baja limpieza procedente del exterior, sin afectar a la entrada y salida de personal\/materiales.
\nIv. Eslab\u00f3n central 3: Supervisi\u00f3n y regulaci\u00f3n din\u00e1mica de los par\u00e1metros del flujo de aire (garant\u00eda de software)
\nEl control del caudal de aire no es una \"soluci\u00f3n \u00fanica\". Requiere un seguimiento en tiempo real y un ajuste din\u00e1mico para hacer frente a las fluctuaciones del caudal de aire provocadas por los movimientos del personal, el funcionamiento de los equipos, la obstrucci\u00f3n de filtros, etc. Esta etapa se basa en la interacci\u00f3n de \"sensores + sistemas de control\" :
\n1. Supervisi\u00f3n de par\u00e1metros clave
\nInstale los siguientes sensores en distintas zonas de la sala blanca (como salidas de aire de suministro, encima de los equipos de proceso y salidas de aire de retorno) para recopilar datos en tiempo real:
\nSensor de velocidad del flujo de aire: Controla la velocidad del flujo de aire vertical\/horizontal (precisi\u00f3n \u00b10,02m\/s) para garantizar el cumplimiento del valor de dise\u00f1o (por ejemplo, 0,3m\/s\u00b10,03m\/s);
\nSensor de direcci\u00f3n del flujo de aire: Mediante la tecnolog\u00eda de \"anem\u00f3metro de hilo caliente\" o \"velocimetr\u00eda de imagen de part\u00edculas (PIV)\", controla si hay v\u00f3rtices o flujos inversos en el flujo de aire (por ejemplo, si hay flujo inverso ascendente del flujo de aire por debajo del equipo).
\nContador de part\u00edculas: Controla en tiempo real la concentraci\u00f3n de part\u00edculas \u22650,1\u03bcm y \u22650,5\u03bcm en el aire, y determina indirectamente la eficiencia del flujo de aire en el transporte de part\u00edculas (si la concentraci\u00f3n de part\u00edculas aumenta repentinamente, puede deberse a una disminuci\u00f3n de la velocidad del flujo de aire o a un filtro da\u00f1ado).
\n2. L\u00f3gica de regulaci\u00f3n din\u00e1mica
\nLos datos de los sensores se transmiten en tiempo real al \"Sistema Central de Control (BMS)\". El sistema ajusta autom\u00e1ticamente el equipo en funci\u00f3n del umbral preestablecido. La l\u00f3gica central de regulaci\u00f3n incluye:
\nRegulaci\u00f3n de la velocidad del flujo de aire: Si la velocidad del flujo de aire en un \u00e1rea determinada es inferior al valor establecido (por ejemplo, debido a la obstrucci\u00f3n del filtro), el BMS aumenta autom\u00e1ticamente la frecuencia del ventilador de aire de suministro, aumenta el volumen de aire de suministro y restablece la velocidad del flujo de aire.
\nRegulaci\u00f3n del equilibrio de presi\u00f3n: Si la presi\u00f3n positiva entre la sala blanca y el exterior es insuficiente (por ejemplo, debido a la apertura frecuente de la puerta), el BMS reduce autom\u00e1ticamente el volumen de aire de retorno o aumenta el volumen de aire fresco para mantener una presi\u00f3n positiva estable (evitando que se filtre aire exterior).
\nOptimizaci\u00f3n del flujo de aire local: Si se producen v\u00f3rtices (aumento de la concentraci\u00f3n de part\u00edculas) alrededor del equipo, el BMS puede activar la \"unidad de limpieza local\" (como un peque\u00f1o ventilador HEPA) integrada en el equipo para complementar el flujo de aire direccional y eliminar los v\u00f3rtices.
\nV. Eslab\u00f3n central 4: dise\u00f1o auxiliar (evitar interferencias en el flujo de aire)
\nAdem\u00e1s de los sistemas mencionados, los dise\u00f1os auxiliares, como la disposici\u00f3n, los materiales y las operaciones del personal dentro de la sala blanca, tambi\u00e9n afectar\u00e1n directamente al efecto de control del flujo de aire y deben optimizarse simult\u00e1neamente.
\nDisposici\u00f3n de los equipos: Los equipos grandes y altos (como las m\u00e1quinas de fotolitograf\u00eda y las m\u00e1quinas de grabado) deben disponerse a lo largo de la direcci\u00f3n del flujo de aire (las \u00e1reas de flujo vertical deben \"llegar al cielo y pararse en el suelo\" para evitar bloquear el flujo de aire; las \u00e1reas de flujo horizontal deben ser paralelas a la direcci\u00f3n del flujo de aire). Debe reservarse un \"canal de flujo de aire\" de \u22651,2 m entre los equipos para evitar que se bloquee el flujo de aire.
\nMaterial del suelo\/pared: El suelo debe ser de \"suelo autonivelante de resina epoxi\" (liso, sin juntas, evita la acumulaci\u00f3n de part\u00edculas; resistente al desgaste y antiest\u00e1tico), y la pared debe ser de \"chapa de acero inoxidable\" o \"chapa de acero de color\" (pared interior lisa, sin generaci\u00f3n de polvo, f\u00e1cil de limpiar), reduciendo las part\u00edculas levantadas por el flujo de aire.
\nOperaciones con personal y material: El personal debe desplazarse en la \"direcci\u00f3n descendente del flujo de aire\" (por ejemplo, en zonas de flujo vertical, debe desplazarse desde el borde de la zona limpia hasta la zona de proceso central para evitar perturbar el flujo de aire y formar v\u00f3rtices). Los carros de transporte de material deben estar equipados con ruedas \"libres de marcas y poco ruidosas\", y sus trayectorias de conducci\u00f3n deben evitar las zonas sensibles al flujo de aire (como por encima de la zona de fotolitograf\u00eda).
\nResumen: La esencia del control del flujo de aire es la \"gesti\u00f3n de bucle cerrado de cadena completa\".
\nEl control del flujo de aire en una sala blanca no es el resultado de un \u00fanico dispositivo, sino de un bucle cerrado de cadena completa de \"objetivo (direccional, uniforme, eficiente) \u2192 patr\u00f3n (flujo unidireccional\/flujo no unidireccional) \u2192 equipo (aire de suministro y retorno + filtraci\u00f3n) \u2192 supervisi\u00f3n (sensores) \u2192 regulaci\u00f3n (BMS) \u2192 dise\u00f1o auxiliar (disposici\u00f3n\/material)\". Tomando como ejemplo la zona ISO Clase 1 de semiconductores (proceso de 5 nm), su l\u00f3gica de control del flujo de aire puede simplificarse como:
\nLa UTA transforma el aire fresco en aire limpio con una temperatura de \"23\u2103\u00b10,1\u2103 y RH45%\u00b12%\".
\nEl aire se distribuye uniformemente a trav\u00e9s de la caja de presi\u00f3n est\u00e1tica hasta el filtro ULPA superior y fluye verticalmente hacia abajo a una velocidad de 0,35 m\/s.
\nEl flujo de aire cubre la superficie de la oblea, arrastrando las part\u00edculas generadas por el personal\/equipo, y entra en el conducto de aire de retorno a trav\u00e9s de la rejilla de aire de retorno al suelo.
\nEl aire de retorno, tras pasar por el filtro de eficacia media, vuelve a la UTA, se mezcla con el aire fresco y se vuelve a procesar para formar una circulaci\u00f3n.
\nEl sensor controla la velocidad del flujo de aire y la concentraci\u00f3n de part\u00edculas en tiempo real, y el BMS ajusta autom\u00e1ticamente la frecuencia del ventilador para garantizar la estabilidad de los par\u00e1metros.
\nEs precisamente a trav\u00e9s de esta soluci\u00f3n colaborativa de \"hardware + software + gesti\u00f3n\" como se pueden cumplir los estrictos requisitos de flujo de aire en los procesos avanzados de fabricaci\u00f3n de semiconductores, evitando fundamentalmente los defectos en los chips causados por la contaminaci\u00f3n por part\u00edculas.<\/div>\n<\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

The air flow control in a cleanroom is achieved through a full-chain solution of “system design + core equipment + air flow organization mode + monitoring and regulation”.<\/p>","protected":false},"author":3,"featured_media":4579,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[92],"tags":[118],"class_list":["post-4613","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-industry-technology","tag-news-page-industry-technology"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.bacintl.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/4613","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.bacintl.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.bacintl.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.bacintl.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.bacintl.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=4613"}],"version-history":[{"count":4,"href":"https:\/\/www.bacintl.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/4613\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":4633,"href":"https:\/\/www.bacintl.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/4613\/revisions\/4633"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.bacintl.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media\/4579"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.bacintl.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=4613"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.bacintl.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=4613"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.bacintl.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=4613"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}