项目4 任务4.1 工艺冷却水系统

半导体厂务项目工程管理项目四动力系统的设计与维护任务4-1工艺冷却水系统任务4-1工艺冷却水系统工艺冷却水（PCW，ProcessCoolingWater）是半导体生产中为工艺设备提供冷却水的重要系统，其主要目的是通过循环冷却水，降低设备温度，防止设备过热损坏或影响生产效率。PCW系统广泛应用于半导体前道、后道、LCD、PV（光伏）等电子行业，是保障生产顺利进行的关键设施之一。【任务背景】任务4-1工艺冷却水系统【任务背景】任务4-1工艺冷却水系统【任务背景】任务4-1工艺冷却水系统PCW系统设计分类有哪些呢？开式系统存在弊端，一般不采用任务4-1工艺冷却水系统PCW系统设计分类有哪些呢？闭式系统常用任务4-1工艺冷却水系统PCW系统设计分类有哪些呢？膨胀水箱——闭式系统的关键，补水系统任务4-1工艺冷却水系统PCW系统设计上需要注意什么呢？通常采用N+1备份设计。主管路通常采用304不锈钢。①整体设计上？②材质上？③温度控制上？④水的压力控制？⑤系统补水来源？供水温度在15-20℃之间，热交换器多选用板式换热器。安装膨胀水箱。超纯水系统的RO产水或超滤的浓水。任务4-1工艺冷却水系统PCW系统的主要设备？任务4-1工艺冷却水系统PCW系统的主要设备？任务4-1工艺冷却水系统PCW系统的主要设备？任务4-1工艺冷却水系统PCW系统的主要设备？任务4-1工艺冷却水系统PCW系统的主要设备？任务4-1工艺冷却水系统任务4-1工艺冷却水系统PCW系统的主要设备？任务4-1工艺冷却水系统PCW系统的主要设备？任务4-1工艺冷却水系统PCW系统的主要设备？任务4-1工艺冷却水系统PCW系统的主要设备？任务4-1工艺冷却水系统PCW系统重中之重！！！——水质控制挑战目标！在生产过程中，必须严格控制PCW的供水和回水压力，一般不允许任何压力变化，保持在稳定的压力值。供水温度上，一般严格控制在温度波动±1℃以内，实现稳定的水温控制。供水水质上，PCW系统需要实时关注并严格控制供水的水质指标，如电导率、pH值、微生物含量等任务4-1工艺冷却水系统PCW系统重中之重！！！——水质控制挑战诸多挑战。。。。1.补充水的腐蚀性PCW系统通常使用超纯水（如RO水）作为补充水。虽然这种水质纯净度高，不会带来结垢和补充水的污染问题，但同时具有强烈的腐蚀性。同时超纯水作为补充水，PCW系统水的pH值没有缓冲，pH值的波动会加剧不同金属之间的电偶腐蚀，进一步恶化水质。任务4-1工艺冷却水系统PCW系统重中之重！！！——水质控制挑战诸多挑战。。。。2.不同金属的腐蚀控制半导体厂中PCW系统接触的金属材质多种多样，不同制程机台的材质都不同，包括碳钢、不锈钢、铜、黄铜、青铜、铝和PVC等。这些不同材质的金属在PCW系统中的腐蚀行为各不相同，且可能相互影响。例如，铝的腐蚀率对pH值极为敏感，在pH超出允许范围时，铝的腐蚀率会急剧上升；当系统中铜离子浓度高于高于20ppb时，会显著加剧铝的腐蚀。任务4-1工艺冷却水系统PCW系统重中之重！！！——水质控制挑战诸多挑战。。。。3.微生物滋生微生物在闲置的泵、过滤器和机台小循环系统中容易繁殖，形成生物膜。这些生物膜不仅会影响系统的换热效率，还可能产生酸性产物拉低pH值，加剧腐蚀。此外，微生物的代谢活动还会消耗系统中的缓蚀剂和杀菌剂，进一步恶化水质控制效果。任务4-1工艺冷却水系统PCW系统重中之重！！！——水质控制挑战诸多挑战。。。。4.PCW主系统影响PCW新系统启动时需要做冲洗，冲洗程序对于后续的水质控制至关重要。如果冲洗不彻底或使用不当的水源，会导致系统中残留杂质，进而影响水质。PCW主系统中，存在许多闲置的循环泵、过滤器和循环管路末端等，容易形成死端。水泄露也是PCW系统中常见的问题之一。泄露不仅会导致水资源的浪费，还可能引起系统压力和水质的波动。特别是在机台内部发生泄露时，泄漏的化学物质可能混入冷却水中，对水质造成严重影响。任务4-1工艺冷却水系统PCW系统重中之重！！！——水质控制挑战处理手段。。。。TIPS：缓蚀处理通过添加合适的缓蚀剂来减少水质对金属材质的腐蚀。TIPS：微生物控制通过添加非氧化杀菌剂来抑制微生物的生长。定期投加非氧化杀菌剂，确保杀菌效果。为了避免微生物对单一杀菌剂产生抗性，需要按时轮换投加不同类型的非氧化杀菌剂。任务4-1工艺冷却水系统怎么正确进行PCW系统操作呢？1.启动！！！在系统启动前，需要进行新管路试压、冲洗程序等准备工作，确保系统清洁无杂质。试压：自来水冲洗：一般情况下，半导体厂会使用超纯水系统中的DI（去离子）或者RO（反渗透）水来进行PCW系统的冲洗。任务4-1工艺冷却水系统怎么正确进行PCW系统操作呢？2.启动！！！在完成试压和冲洗后，就可以启动PCW系统了。通常情况下，第一步选择启动超纯水系统，再进行PCW系统的启动。确保PCW系统的所有装置都经过冲洗，以避免杂质进入系统。任务4-1工艺冷却水系统怎么正确进行PCW系统操作呢？3.停机！！！系统停车前7-10天，需要排掉PCW部分系统水并补充新鲜水。到达预定的停车时间后，按设备使用手册将系统设备停机。定期监测停车系统的水质和有无泄漏任务4-1工艺冷却水系统怎么正确进行PCW系统操作呢？4.消除PCW主系统影响！！！①循环泵切换：定期切换运行状态的循环泵，一般半导体制造厂按月切换循环泵，以平衡各泵的磨损。并结合泵的月保养计划，对泵进行定期检查和维修。②排污置换：每次投加非氧化杀菌剂48小时后，进行排污置换。置换3-5%的系统水，以减少杀菌剂残留和微生物滋生。任务4-1工艺冷却水系统怎么正确进行PCW系统操作呢？4.消除PCW主系统影响！！！①循环泵切换：定期切换运行状态的循环泵，一般半导体制造厂按月切换循环泵，以平衡各泵的磨损。并结合泵的月保养计划，对泵进行定期检查和维修。②排污置换：每次投加非氧化杀菌剂48小时后，进行排污置换。置换3-5%的系统水，以减少杀菌剂残留和微生物滋生。任务4-1工艺冷却水系统怎么正确进行PCW系统操作呢？4.消除PCW主系统影响！！！③流速与压力控制：PCW系统供水的流速一般控制在1-2m/sec，避免流速过快造成侵蚀或流速过慢影响化学品效果。④过滤器和换热器管理：定期轮换过滤器滤芯，避免过滤器堵塞和污染物的积累，形成死端。检查换热器的通量平衡和换热效率，确保换热器正常运行。任务4-1工艺冷却水系统怎么正确进行PCW系统操作呢？4.消除PCW主系统影响！！！⑤连续监测：连续监测过滤器的压差，如果出现压差上升现象则很有可能水质出现问题，需要问题排查。⑥取样器安装：水质分析仪的取样器应尽可能短的安装，最好安装在回水管，保证水的稳定流动。⑦监测水泄露：在补水管线上安装流量计，每天记录补水量，监测水泄露情况。任务4-1工艺冷却水系统怎么正确进行PCW系统操作呢？5.消除机台侧影响！！！①工具内管路冲洗：当机台连接到PCW系统时，需要对机台内的管路进行冲洗，确保管路清洁不含有杂质。需要注意的是冲洗水不应回到主管路，以避免对主管路水质造成影响。②保持PCW水流动：即便在机台关停的情况下，也要保持PCW在机台侧的流动，避免死水区域导致微生物滋生和腐蚀问题。厂务工程师与设备工程师应协调一致，确保机台侧的冷却水回路始终保持畅通。任务4-1工艺冷却水系统怎么正确进行PCW系统操作呢？5.消除机台侧影响！！！③水质监测与调整：在每台机台侧设置水质监测点，定期检测冷却水的电导率、pH值、微生物含量等指标。水质监测点可以设置到机台进口流量计或者压力表处。根据监测结果及时调整水质处理方案，确保水质符合要求。④泄露监测与修复：如果水质发生变化，如电导率上升、微生物上升等，应调查机台侧是否有泄露发生，如乙二醇、硫酸、磷酸等化学品的泄露。如果发生泄漏现象，需要立即进行修复。修复后应对系统进行全面冲洗和排污置换，确保系统水质不受影响。任务4-1工艺冷却水系统如何向PCW系统进行补水呢？一般选择超纯水系统的RO（反渗透）产水作为PCW系统的补充水。RO水的电导率在10μS/cm以下，具有较低的溶解性固体含量和较高的纯度，能够降低系统的结垢和腐蚀风险。任务4-1工艺冷却水系统PCW系统故障排除Problem1:PCW水细菌总数升高可能原因建议解决方案系统出现了死端消除系统死端工艺侧出现泄漏检查机台侧，解决泄漏系统水泄漏导致杀菌剂消耗解决水泄漏，重新添加杀菌剂任务4-1工艺冷却水系统PCW系统故障排除Problem2:PCW水腐蚀率上升可能原因建议解决方案系统出现了死端消除系统死端工艺侧出现泄漏检查机台侧，解决泄漏系统水泄漏导致杀菌剂消耗解决水泄漏，重新添加杀菌剂新机台或新管线安装问题正确安装新机台或新管线任务4-1工艺冷却水系统PCW系统故障排除Problem3:过滤器压差异常上升可能原因建议解决方案腐蚀物沉积进行腐蚀状态分析微生物沉积进行微生物分析新装机台或管道导致的悬浮物沉积新机台或管道正确安装和启动任务4-1工