半导体厂房工艺排风施工方案

半导体厂房工艺排风施工方案我做机电通风施工快二十年了，大大小小的工业厂房干过不下几十个，最近这些年半导体厂房做的多，最深的体会就是，半导体厂房里别的系统都重要，可工艺排风是真的容不得半分差错——它不光要排走生产过程产生的各种有害废气，还要维持洁净区的压力梯度，一旦出问题，小到腐蚀管道漏风，大到影响产品良率甚至危及生产安全。这次我们承接的这个12寸晶圆制造洁净厂房的工艺排风系统施工，结合项目实际工艺要求和我们之前积累的施工经验，编制了这套施工方案，具体内容如下：1工程概况与方案编制依据1.1项目基本情况本项目总共有近两万平米的工艺生产区，划分了扩散、蚀刻、薄膜沉积、光刻四个核心工艺区域，每个区域产生的废气特性差异很大：扩散区以酸碱腐蚀性废气为主，蚀刻区和光刻区以有机挥发性废气为主，部分高温工艺环节还有含颗粒物的热风排出。整个工艺排风系统分为四个独立的子排风系统，总设计排风量近十万立方米每小时，管道总长超过三千米，不同区域对应不同材质的排风管道，要求各不相同。我们的施工范围为从工艺设备排风接口到厂房主排风机出口的所有管道、支吊架、阀门、附件的安装与调试，需要配合主体结构施工、洁净装修施工穿插作业。1.2方案编制依据这套方案完全按照国家现行规范和项目实际要求编制，主要参考依据包括《洁净厂房设计规范》《通风与空调工程施工质量验收规范》《半导体工业洁净厂房设计标准》，同时结合业主提供的工艺条件图、建筑结构施工图，以及我们之前做同类型项目总结的施工经验，尤其针对不同废气介质的管道施工要点做了调整，所有参数和要求都符合本项目的实际情况，没有照搬通用模板。2施工总体部署说完项目基本情况，我们把整个施工的目标和分工理清楚，保证现场干活不乱，衔接顺畅。2.1施工目标质量目标为整个系统一次验收合格，漏风率、风量平衡、管道密封性全部符合设计和半导体行业规范要求，质保期内不出结构性质量问题；安全目标为整个施工过程零安全事故、零人员伤亡、零火灾隐患；进度目标为配合主体结构和洁净装修施工，比业主要求的工期提前五天完成所有安装调试，给后续工艺设备进场留出足够的缓冲时间。2.2施工组织分工我作为现场施工总负责人，整体协调现场所有事务，对接业主、监理和其他交叉施工班组，下面分三个专业班组加一个专职岗位：第一个是管道预制班，一共八个人，负责场外的管道切割、预制焊接，提前做好所有能预制的管段，减少现场作业量；第二个是现场安装班，十二个人，分两个小组，一组做主干管和支吊架安装，一组做支管和阀门安装；第三个是检测调试班，四个人，负责漏风检测、吹洗、风量调试；另外专门设置了一个洁净施工管理员岗位，全程管洁净区的施工保护和清洁，这个岗位专门设，就是因为洁净区施工太重要了，不能没人专门盯着。我自己每天早上都会跟五个负责人开十五分钟的碰头会，说一下当天的施工要点，核对和其他班组的交叉施工安排，有问题当天解决，不拖到第二天。2.3施工总体流程我们采用流水作业安排，整体流程为：前期技术材料准备→场外管道预制→配合主体结构留洞预埋→支吊架安装→主干管吊装连接→支管阀门安装→分段漏风检测→系统整体吹洗→防腐补漆标识→风机试运转→风量平衡调试→竣工验收，预制和现场预埋同步开展，不占用额外工期。3主要施工工艺及技术要点总体安排定好了，接下来就是整个方案最核心的部分，具体的施工工艺和技术要求，我们每一步都明确标准，不能随便应付。3.1施工前期准备3.1.1技术准备我们拿到施工图纸之后，整个项目部一起核对了三遍，每个工艺设备的排风量、接口位置、废气介质都核对过，碰到不对的地方早就跟设计和业主沟通改好了，不会带着问题进场。然后给所有施工人员做了技术交底，不光讲怎么干，还要讲为什么这么干，比如为什么不同区域用不同材质的管子，哪一种管对应哪一种废气，拿错了会有什么后果，每个工人都签字确认，都明白了才能上岗。我们还在现场材料入口做了标识牌，PPH酸碱排风管刷蓝色标识，PP有机排风管刷灰色，304不锈钢高温排风管刷黄色，拿材料的时候远远就能认出来，避免拿错。我之前见过别的项目因为拿错管子，把普通有机用PP管用到酸碱排风区，不到两年就腐蚀漏了，停下来整改花了上百万，还耽误了投产，所以我们从源头就把好这个关，绝不能犯这种低级错误。3.1.2现场准备正式进场施工之前，我们先把施工区域做了分隔，跟已经完工的区域用彩条布和龙骨做了临时隔断，防止施工的灰尘飘到已经做好的洁净区域。洁净区里面的地面我们先铺了一层加厚的珍珠棉保护膜，避免运输材料的时候刮坏已经做好的地面，所有进场的工具都提前擦干净，工人进去都要换无尘服，穿干净的工作鞋，规矩提前说清楚。3.1.3材料进场检验所有材料进场，我们都要查合格证和检验报告，每一批都抽验，PPH管我们要查壁厚，看有没有气泡和裂纹，壁厚偏差超过标准的直接退回去；不锈钢管我们要看内壁的抛光度，内壁不光滑的不能用，以后容易积杂质；法兰垫片也要核对材质，酸碱排风要用耐酸碱的四氟垫片，有机排风要用耐有机溶剂的垫片，错了绝对不用。3.2管道预制加工为了减少洁净区现场的垃圾和灰尘，我们尽可能把所有能预制的管段都在场外预制好，现场只做接口连接，这样对洁净保护太有利了。3.2.1预制场地安排我们在厂区外专门租了一块一百多平米的封闭场地，地面铺了干净的复合板，加工好的管段专门放在架子上，不会直接碰地面弄脏。3.2.2不同管材的预制工艺PPH管我们用热熔连接，每次热熔都严格控制温度和时间，温度控制在200度左右，根据管壁厚度调整加热时间，每次换一批管子都先做三个试焊件，切开看焊接面，有没有虚焊和缩径，合格了才批量预制。不锈钢管焊接我们用氩弧焊，而且必须内壁充氩保护，这个步骤绝对不能省，我跟每个焊工都反复说，哪怕多花半个小时充氩，也不能图快省掉，要是焊渣留在管子内壁，以后排风的时候吹到工艺区，一片晶圆就值不少钱，这个损失谁都赔不起，所以我们要求所有焊缝都做外观检查，有气孔夹渣的直接切掉重焊。3.2.3预制成品保护所有预制好的管段，我们两端都用塑料堵头封死，防止灰尘和杂物进去，运输的时候用裹了珍珠棉的叉车运，装卸的时候轻拿轻放，不会磕碰到接口和管壁。3.3现场安装施工预制好的管段运到现场之后，就开始安装作业了，我们每一步都按要求来。3.3.1支吊架安装工艺排风管道大部分都架设在洁净区上方的夹层里，支吊架我们都做了热镀锌防腐处理，安装的时候严格按设计坡度来，因为废气里大多会有凝液，坡度要坡向排凝口，不能让凝液积在管道里，时间长了腐蚀管道。另外不同材质的管道和钢制支吊架之间，我们都垫了绝缘橡胶垫，防止电化学腐蚀，延长管道使用寿命。3.3.2主干管安装我们配合主体结构施工的时候就留好了穿梁洞口，安装的时候先把洞口周围的缝隙用密封胶堵死，既防止漏风，也防止夹层的灰尘掉到下面的洁净区。吊装管道的时候我们用尼龙吊索，不用钢丝绳直接绑管子，避免刮坏管壁，尤其是塑料管材，刮坏之后不光容易积灰，还会加快腐蚀。3.3.3支管与设备接口安装每个工艺设备的排风支管都装了独立的手动调节阀，方便以后运维的时候单独调节风量，接口处我们都打了耐介质的密封胶，每接好一个接口我们都先检查一遍密封性，不会等整个系统装完再返工找漏点。3.3.4洁净施工过程保护我之前吃过亏，在之前一个项目，施工完下班，大家着急走，留了一点废料在现场，晚上中央空调一吹，灰尘飘到旁边已经做好的洁净区，害得人家重新做了三天保洁，耽误了整体工期，所以这次我定了死规矩，每天下班之前，每个班组都要把自己区域的废料垃圾全部清走，施工区域用吸尘器吸一遍，临时围挡保证完好，谁没做到就按规定处罚，不是我不讲人情，是半导体洁净施工真的容不得半点马虎。3.4系统检测与清洗安装完之后不能直接调试，必须先做检测和清洗，把所有隐患都排除掉。3.4.1分段漏风检测半导体工艺排风对漏风率要求比普通通风高太多了，普通通风要求漏风率不超过2%，我们要求主干管分段漏风率不超过0.5%，整个系统漏风率不超过1%，我们每装完一段主干管就测一段，哪里漏了马上处理，焊缝漏就补焊，接口漏就重新打密封胶，不会把问题留到最后。3.4.2管道内部吹洗漏风检测合格之后，我们用无油压缩空气分段吹洗管道，把里面的灰尘、焊渣、杂物都吹出来，吹洗的时候把所有支管阀门都打开，每个支管都吹到，最后在排出口放一块干净的白纱布，吹五分钟之后纱布上没有任何黑点和杂质才算合格。3.4.3补漆与标识安装过程中碰掉的防腐漆我们都重新补好，然后在管道上每隔十米就标上排风介质名称、流向，还有所属的子系统，方便以后运维管理。3.5系统调试所有准备工作做好之后，就开始调试了。3.5.1排风机单机试运转先空载试转，然后带负荷试转，连续运转24小时，检查风机的振动、电流、轴承温度，都符合要求之后再做下一步。3.5.2风量平衡与压力调试我们按工艺区域逐个测排风量，调整每个支管的阀门，保证每个工艺点的排风量符合设计要求，同时保证洁净区的压力梯度，工艺生产区相对于洁净走廊是负压，保证空气从洁净区流向工艺区，废气不会倒灌出来污染洁净区。这个调试我们要反复测，每个点最少测三次，稍有偏差就调整阀门，我一直跟调试的小伙子说，别急着完工，多测两次没坏处，哪怕差几个立方米的风量，都有可能影响压力梯度，到时候出问题就是大问题。4质量安全与工期保障措施做好工艺管控之外，我们也配套了完整的保障措施，确保项目顺利推进。4.1质量保障措施我们严格执行三检制，每一道工序做完，班组先自检，然后班组之间互检，最后项目部专职质检员专检，合格了签字才能进下一道工序，不合格的马上返工，绝不凑活。比如焊接不合格，哪怕已经装上去了，也要切掉重新焊，不能留隐患。所有进场材料不合格的直接退场，之前我们就退过一批壁厚偏差超标的PPH管，供货商找过来求情说凑合用没问题，我们还是坚持退了，这种原则问题不能松，出了问题谁都担不起。4.2安全文明施工保障措施所有高空作业必须系安全带，吊装作业的时候吊装半径下面不许站人，动火作业必须开动火证，旁边放两个灭火器，还有专门的看火人，每天下班看火人都要检查一遍施工区域，确认没有火种才能走。洁净区里面绝对不许抽烟，所有易燃的包装材料每天都清走，不会留在现场。我们还给所有工人买了意外伤害保险，每天开工前都讲一遍安全注意事项，把安全放在第一位。4.3工期保障措施我们采用分区域流水施工，预制和现场安装同时做，主体结构完工一块我们就进场一块，不窝工。我们提前半个月就把所有材料预定好了，按施工进度分批进场，不会出现等材料的情况。我们每周都跟洁净装修、工艺设备安装的班组开对接会，交叉施工提前协调顺序，我们装完主干管，他们做吊顶，然后我们再接