In High-End-Industrien wie Halbleiterfertigung, Biomedizin und Präzisionselektronik wirkt sich die Umweltkontrolle in Reinräumen direkt auf die Produktqualität, die Produktionsausbeute und die Zuverlässigkeit der Forschung aus.

Die MAU (Make-Up Air Unit) + FFU (Fan Filter Unit) + DCC (Dry Coil Unit) Architektur hat sich zur Mainstream-Reinigungslösung für moderne Reinräume entwickelt. Mit einer hochflexiblen und effizienten Umweltregulierung ermöglicht dieses System eine strenge Kontrolle von Temperatur, Feuchtigkeit, Reinheit und Druck – wesentliche Parameter für Weltklasse-Reinräume.

Dieser Artikel erklärt systematisch die Kernkontrolltechnologien hinter dem MAU + FFU + DCC-System und wie die multidimensionale Koordination eine stabile, präzise und energieeffiziente saubere Umgebung gewährleistet.

I. Systemübersicht: Wie MAU + FFU + DCC zusammenarbeiten

Das MAU + FFU + DCC-System ist ein hierarchisches Luftbehandlungs- und Zirkulationssystem, bei dem jedes Modul spezialisierte Funktionen ausführt:

MAU – Frischluftvorbehandlung

• Temperatur- und Feuchtigkeitskonditionierung

• Primär- und Medium-Effizienz-Filtration

• Stabile Versorgung mit aufbereiteter Frischluft

FFU – Endstufen-Hocheffizienz-Filtration

• HEPA/ULPA-Filtration der Zuluft

• Unidirektionale Luftstromzufuhr

• Gewährleistet Reinheit der ISO-Klasse 5–Klasse 1

DCC – Präzise sensible Wärmeregulierung

• Lokale Temperaturfeinabstimmung

• Kompensation der von Geräten erzeugten Wärme

• Gewährleistet eine gleichmäßige Temperaturverteilung

Diese „Vorbehandlung (MAU) → Reinigung (FFU) → Feinsteuerung (DCC)”-Architektur ermöglicht ein verfeinertes Management der Umweltparameter und bietet im Vergleich zu herkömmlichen zentralen Systemen eine höhere Effizienz, Flexibilität und Energieeinsparung.

II. Wichtige Systemkontrolltechnologien

1. Temperaturkontrolle: Erreichen von Sub-Grad-Präzision

Temperaturschwankungen sind eines der kritischsten Risiken in der Präzisionsfertigung. Beispielsweise wirkt sich in der Halbleiterlithografie bereits eine 0,1°C Abweichung auf die Ausrichtung des Musters aus.

Das MAU + FFU + DCC-System erreicht eine mehrstufige Präzisionstemperaturkontrolle:

(1) MAU: Primäre Temperaturregelung mit adaptivem PID

• Steuert die Heiz-/Kühlspulenausgabe

• Stabilisiert die Frischlufttemperatur bei ±0,5°C

• Reagiert dynamisch auf Lastschwankungen

(2) FFU: Luftstromverteilung zur Reduzierung von Temperaturgradienten

FFUs beeinflussen die Temperatur indirekt durch Optimierung der Luftstromorganisation:

• Gleichmäßiges Matrix-Layout

• Typische Anströmgeschwindigkeit: 0,3–0,5 m/s

• Minimiert lokale Schichtung und thermische Drift

(3) DCC: Echtzeit-Kompensation der fühlbaren Wärme

Zielt auf die von folgenden Geräten erzeugte Wärme ab:

• Lithografiemaschinen

• Bioreaktoren

• Ätzanlagen

DCC stimmt den Kühlwasserfluss fein ab, um Folgendes sicherzustellen:

• Gleichförmigkeitsfehler der Raumtemperatur ≤ ±0,2°C

Real Case
Eine 12-Zoll-Halbleiterfabrik erreichte eine ±0,1°C Temperaturstabilität, wodurch die Lithografieausbeute um ~3% nach der Implementierung der koordinierten MAU-DCC-Steuerung verbessert wurde.

2. Feuchtigkeitskontrolle: Ausgleich von Produktstabilität und Geräteschutz

Feuchtigkeit beeinflusst:

• Korrosion von Präzisionsinstrumenten

• Statische Elektrizität in trockenen Umgebungen

• Mikrobielles Wachstum

• Empfindliche biologische und pharmazeutische Prozesse

(1) MAU: Haupteinstellung

Ausgestattet mit:

• Dampf-/Elektrodenbefeuchtern

• Kondensations- oder Rotationsentfeuchtern

Die Feuchtigkeitsgenauigkeit erreicht ±2%RHschlanker, intelligenter Umweltkontrolle

Beispiel:
Die Luftfeuchtigkeit in der Gefriertrocknungswerkstatt muss bei 30–40%RH gehalten werden, um die Feuchtigkeitsaufnahme zu verhindern.

(2) FFU: Zusätzliche Verteilung

Verbessert die Gleichmäßigkeit der Luftfeuchtigkeit durch Beseitigung von:

• Toten Ecken

• Stagnierenden Luftzonen

• Lokalen Bereichen mit hoher Luftfeuchtigkeit

(3) MAU + DCC-Verknüpfungslogik

• MAU reguliert die Luftfeuchtigkeit

• DCC reduziert bei Bedarf die Oberflächentemperatur der Spule

• Die Spulentemperatur muss 1–2°C über dem Taupunkt bleiben, um Kondensation zu vermeiden

3. Reinheitskontrolle: Mehrstufige Filtration zur Vermeidung von Kontamination

Reinheit ist der Kern der Reinraumleistung. Das System gewährleistet die Partikelkontrolle durch ein vollständiges Prozessmanagement:

MAU-Filtration

• G4-Primärfilter

• F8-Medium-Effizienz-Filter
  Entfernt große Partikel (z. B. PM10), um die Belastung der FFUs zu reduzieren.

FFU-Endstufenfiltration

• HEPA ≥99,97% @ 0,3μm

• ULPA ≥99,999% @ 0,12μm

FFUs gewährleisten Reinheit der ISO-Klasse 5 oder besser.

Luftstromorganisation

• Vertikaler unidirektionaler Fluss aus der FFU-Matrix

• FFU-Abdeckung typischerweise 60–100%

• Schadstoffe werden nach unten in Richtung der Rückläufe gedrückt

• Bildet einen stabilen Kolbeneffekt

Datenreferenz
Bei einer 0,45 m/s FFU-Geschwindigkeit kann die Partikelkonzentration ≥0,5μm reduziert werden auf:

• <35 Partikel/ft³ (ISO-Klasse 5)

4. Druckkontrolle: Verhinderung von Rückfluss und Kreuzkontamination

Überdruck verhindert das Eindringen von verschmutzter Luft in kontrollierte Bereiche.

Wichtige Kontrollstrategien:

(1) MAU-Frischluftvolumenregulierung

• Differenzdrucksensoren überwachen Druckgradienten

• Erforderliche Raumdruckdifferenz: 10–30 Pa

(2) Hierarchische Druckzonierung

Zwischen ISO-Klasse 5- und ISO-Klasse 7-Bereichen:

• Druckdifferenz: 5–10 Pa

(3) Notfalldruckschutz

Wenn der Druck unter den Schwellenwert fällt:

• Das System löst Alarme aus

• Der Backup-Lüfter startet automatisch

• Verhindert Abschaltungen oder Kontaminationsereignisse

III. Intelligente Steuerungstechnologien: Von der manuellen Steuerung zum autonomen Betrieb

Herkömmliche Reinraumsysteme sind stark von manuellen Anpassungen abhängig. Das moderne MAU + FFU + DCC-System verwendet intelligente Technologien, um eine automatisierte Präzisionssteuerung zu erreichen.

1. Zentralisierte Überwachungsplattform (SPS/DCS)

Integriert über 30 Parameter:

• Temperatur / Luftfeuchtigkeit

• Differenzdrücke

• FFU-Lüfterstatus

• DCC-Kühlwasserdaten

Unterstützt:

• Echtzeitüberwachung

• Trendanalyse

• Überprüfung der historischen Kurve

2. Adaptive Steuerungsalgorithmen

Beispiel:
Wenn ein Halbleiterätzer startet und Wärme einleitet, führt das System automatisch Folgendes aus:

• Erhöht den Kühlspulenfluss

• Erhöht die DCC-Ausgabe

• Stellt die Stabilität innerhalb von 10 Sekunden

wieder her

3. Vorausschauende Wartung

• Überwacht:

• FFU-Lüfterstrom

• Filterdruckabfall

DCC-Spulenleistung

• Prognostiziert:

• Motoralterung

• Filterverstopfung

Abnormaler Widerstand

4. Energieoptimierung

• KI reguliert intelligent:

• FFU-Betriebsmenge

• Frischluftverhältnis

Temperatur- und Feuchtigkeitslastanpassung

• Ergebnisse:

• 20–30% Energieeinsparung

Ideal für große Halbleiterreinräume

IV. Systeminbetriebnahme und -optimierung: Gewährleistung der Spitzenleistung

1. Einzelgeräte-Inbetriebnahme

• MAU:

• Lüfter-Inverterbetrieb (30–100 Hz)

• Filterwiderstandsprüfung (≤10% Abweichung)

T/H-Reaktionstest

• FFU:

• Windgeschwindigkeitsgleichmäßigkeit (±10%)

• HEPA-Lecktest

Geräuschpegel ≤65 dB

• DCC:

• Wasserflussgenauigkeit ±5%

Verifizierung des Wärmeaustauschs der Spule

2. Integrierte Inbetriebnahme

• Extremszenarien simulieren:

• Hohe Temperatur / hohe Luftfeuchtigkeit

Volle Geräte-Wärmelast

• Verwenden Sie fortschrittliche Messwerkzeuge:

• 0,1µm-Partikelzähler

• Datenlogger mit 10-Sekunden-Intervall

Über 50 Messpunkte

• 3. Kontinuierliche Optimierung

• Variable FFU-Steuerung zur Reduzierung der Last während des Teilbetriebs

  • Filterwechselzyklen:

  • Primär: 1–3 Monate

  • Medium: 6–12 Monate

HEPA: 2–3 Jahre

Schlussfolgerung: Fortschrittliche Steuerung für die HochpräzisionsfertigungDas MAU + FFU + DCC-Reinraumsystem ist ein technologisches Rückgrat, das es Reinräumen ermöglicht, von grundlegender Konformität zu schlanker, intelligenter Umweltkontrolle

überzugehen.

Durch die mehrschichtige Zusammenarbeit von Temperatur, Feuchtigkeit, Reinheit und Druck – unterstützt durch intelligente Überwachung und adaptive Steuerung – gewährleistet das System eine stabile und leistungsstarke saubere Umgebung, die für modernste Anwendungen in der Halbleiterindustrie, der Biotechnologie und der Präzisionsfertigung geeignet ist.

• Als professioneller Anbieter von Reinraumtechnik-Lösungen bieten wir:

• Systemdesign

• Geräteauswahl

• Intelligente Integration

• Inbetriebnahme und Optimierung

Lifecycle-Support