一、潔凈等級適配的硬件要求

 

控制器防護設計

 

1. 1. 外殼材質：采用 316L 不銹鋼或食品級工程塑料（如 PPS），表面電解拋光或噴涂氟碳涂層，防止腐蝕與積塵，適用于 ISO 5-8 級潔凈區；
   2. 防護等級：控制面板需達到 IP65（防塵防水），按鍵或觸摸屏需密封處理，避免微粒侵入；
   3. 安裝方式：嵌入式安裝于潔凈區墻壁，與墻面齊平并使用硅橡膠密封，禁止外露管線（管線需暗敷于技術夾層）。
1.  

線纜與接口處理

 

1. 1. 線纜選型：采用低煙無鹵（LSZH）屏蔽電纜，外層包裹防靜電 PVC 護套，絕緣電阻≥100MΩ；
   2. 接口密封：電纜穿墻板時需用金屬波紋管 + 氣密接頭密封，防止氣流泄漏或微粒滲入；
   3. 接地要求：控制回路單獨接地，接地電阻≤4Ω，避免與動力回路共地引發干擾。

二、防靜電與電磁兼容設計

 

防靜電措施

 

1. 1. 控制面板表面電阻需控制在 10?-10¹¹Ω，操作按鍵需采用防靜電硅膠材質；
   2. 控制器內部電路板需噴涂三防漆（防潮、防塵、防鹽霧），并設置靜電泄放路徑（ESD 接地）。

 

電磁兼容性（EMC）

 

1. 1. 驅動電源需符合 EN 61000-6-3（工業環境電磁輻射標準），諧波含量≤5%，避免干擾光刻機、離子注入機等精密設備；
   2. 控制信號線纜與動力線纜間距≥30cm，或采用金屬橋架屏蔽，防止電磁耦合。

三、特殊工藝場景的控制邏輯

 

光刻區照明聯動控制

 

1. 1. 光源切換：深紫外（DUV）光刻工序需隔絕可見光，控制系統需實現 “可見光→安全光（如 590nm 黃色 LED）” 的自動切換，切換時間≤0.5 秒；
   2. 聯鎖保護：光刻設備運行時，照明系統自動鎖定禁止手動操作，防止誤觸開啟可見光影響光刻精度。

 

微環境與層流系統聯動

 

1. 在潔凈工作臺或層流罩內，照明系統需與風機過濾器單元（FFU）聯動：
   1. FFU 故障停機時，照明系統發出聲光報警，并延遲 10 分鐘關閉（確保人員撤離）。
   2. FFU 啟動時，照明自動開啟并調至設定照度（如 750lux）；

 

防靜電工作臺照明控制

 

1. 1. 臺面照明需與工作臺接地狀態聯鎖：當接地電阻＞10¹¹Ω 時，照明自動閃爍報警，提示操作人員檢查接地系統。

四、節能與智能控制策略

 

分區與場景化控制

 

1. 1. 按生產流程劃分照明區域（如晶圓清洗區、薄膜沉積區、檢測區），預設不同場景模式：
      1. 生產模式：全區域照度 500lux，色溫 6500K；
      2. 維護模式：非操作區照度降至 200lux，核心設備區維持 300lux；
      3. 待機模式：僅保留應急照明（50lux），非必要燈具全部關閉。

 

智能感應與動態調節

 

1. 1. 采用微波雷達或紅外傳感器（響應時間≤1 秒），無人區域自動切換至 30% 照度，人員進入后 5 秒內恢復正常；
   2. 結合光照度傳感器，實時監測車間自然光強度，自動調節人工照明亮度（如靠窗區域照度補償），實現節能 20%-30%。

 

遠程監控與能耗管理

 

1. 1. 接入車間 BA 系統（樓宇自動化系統），實時監控各區域照明功率、運行狀態，異常時自動報警（如燈具故障、電流過載）；
   2. 支持定時 scheduling（如凌晨 2-5 點自動調至節能模式），并生成能耗報表，輔助優化用電策略。

五、安全與應急控制要求

 

應急照明切換

 

1. 1. 主電源斷電時，應急照明系統需在 0.25 秒內自動啟動，采用 UPS 電源供電（容量滿足 90 分鐘持續照明），且應急燈具與普通燈具分回路控制，避免互相干擾。

 

消防聯動設計

1. 1. 與火災報警系統聯鎖：煙霧探測器觸發時，非應急照明全部關閉，應急照明調至 100% 亮度，并開啟疏散指示標志（箭頭指示燈照度≥1lux）。

 

防爆與防燃設計

 

1. 1. 涉及易燃易爆氣體（如硅烷、氨氣）的區域，照明控制器需符合 ATEX/IECEx 防爆認證，防爆等級≥Ex d IIC T6，防止電火花引發危險。

六、驗證與維護特殊要求

 

潔凈度驗證

 

1. 1. 控制設備安裝后需進行粒子測試：ISO 5 級車間內，控制器周邊 0.5 米范圍內，≥0.5μm 粒子數≤100 個 /m³，且不得有≥5μm 粒子。

 

功能測試

 

1. 1. 每季度模擬光刻設備運行、FFU 故障等場景，測試照明聯動邏輯響應時間（要求≤1 秒）；
   2. 每年校準照度傳感器精度（誤差≤±5%），并檢查防靜電接地電阻（需≤10Ω）。

 

維護規程

 

1. 1. 清潔控制器表面時，需使用無塵布蘸取 70% 異丙醇（IPA），禁止用水或普通清潔劑；
   2. 更換控制模塊時，操作人員需穿戴潔凈服，工具需經無塵處理，更換后需對操作區域進行粒子檢測。

七、參考標準與案例

• 行業標準：SEMI F47-0706（半導體制造設備電壓暫降耐受標準）、GB 50472-2008《電子工業潔凈廠房設計規范》第 8.3 節；
• 典型案例：臺積電 12 英寸晶圓廠采用 DALI（數字可尋址照明接口）系統，實現光刻區照明與設備狀態的毫秒級聯動，同時通過 BA 系統將照明能耗降低 25%。

總結

電子半導體潔凈車間的照明控制系統需在 “潔凈防護、工藝適配、智能聯動” 三大維度實現突破，通過硬件密封設計、防靜電接地、場景化邏輯控制，確保照明系統既不干擾精密生產工藝，又能滿足節能與安全需求。實際應用中需結合車間潔凈等級、設備布局及工藝參數進行定制化開發，并通過嚴格的驗證流程確保符合 SEMI 與國標要求。