En industrias de alta gama como la fabricación de semiconductores, la biomedicina y la electrónica de precisión, el control ambiental dentro de las salas blancas impacta directamente en la calidad del producto, el rendimiento de la producción y la fiabilidad de la investigación.

La arquitectura MAU (Unidad de Aire de Reposición) + FFU (Unidad de Filtro de Ventilador) + DCC (Unidad de Serpentín Seco) se ha convertido en la solución de purificación principal para las salas blancas modernas. Con una regulación ambiental altamente flexible y eficiente, este sistema permite un control estricto de la temperatura, la humedad, la limpieza y la presión, parámetros esenciales para las salas blancas de clase mundial.

Este artículo explica sistemáticamente las tecnologías de control centrales detrás del sistema MAU + FFU + DCC y cómo la coordinación multidimensional asegura un entorno limpio estable, preciso y energéticamente eficiente.

I. Descripción general del sistema: cómo funcionan juntos MAU + FFU + DCC

El sistema MAU + FFU + DCC es un sistema jerárquico de tratamiento y circulación de aire, donde cada módulo realiza funciones especializadas:

MAU — Preprocesamiento de aire fresco

• Acondicionamiento de temperatura y humedad

• Filtración primaria y de eficiencia media

• Suministro estable de aire fresco tratado

FFU — Filtración de alta eficiencia en etapa final

• Filtración HEPA/ULPA del aire de suministro

• Entrega de flujo de aire unidireccional

• Garantiza la limpieza ISO Clase 5–Clase 1

DCC — Regulación precisa del calor sensible

• Ajuste fino de la temperatura local

• Compensación del calor generado por el equipo

• Asegura una distribución uniforme de la temperatura

Esta arquitectura “Preprocesamiento (MAU) → Purificación (FFU) → Control fino (DCC)” permite una gestión refinada de los parámetros ambientales, ofreciendo mayor eficiencia, flexibilidad y ahorro energético en comparación con los sistemas centralizados tradicionales.

II. Tecnologías clave de control del sistema

1. Control de temperatura: Lograr una precisión sub-grado

La variación de temperatura es uno de los riesgos más críticos en la fabricación de precisión. Por ejemplo, en la litografía de semiconductores, incluso una desviación de 0,1°C afecta la alineación del patrón.

El sistema MAU + FFU + DCC logra un control de temperatura de precisión multinivel:

(1) MAU: Regulación primaria de la temperatura mediante PID adaptativo

• Controla la salida de la bobina de calefacción/refrigeración

• Estabiliza la temperatura del aire fresco a ±0,5°C

• Responde dinámicamente a las fluctuaciones de la carga

(2) FFU: Distribución del flujo de aire para reducir los gradientes térmicos

Las FFU afectan indirectamente a la temperatura al optimizar la organización del flujo de aire:

• Disposición matricial uniforme

• Velocidad facial típica: 0,3–0,5 m/s

• Minimiza la estratificación local y la deriva térmica

(3) DCC: Compensación de calor sensible en tiempo real

Se dirige al calor generado por:

• Máquinas de litografía

• Biorreactores

• Equipos de grabado

DCC ajusta finamente el flujo de agua helada para asegurar:

• Error de uniformidad de la temperatura ambiente ≤ ±0,2°C

Caso real
Una fábrica de semiconductores de 12 pulgadas logró una estabilidad de temperatura de ±0,1°C, mejorando el rendimiento de la litografía en ~3% después de implementar el control coordinado MAU–DCC.

2. Control de humedad: Equilibrar la estabilidad del producto y la protección del equipo

La humedad afecta:

• Corrosión de instrumentos de precisión

• Electricidad estática en ambientes secos

• Crecimiento microbiano

• Procesos biológicos y farmacéuticos sensibles

(1) MAU: Ajuste principal

Equipado con:

• Humidificadores de vapor/electrodo

• Deshumidificadores de condensación o rotativos

La precisión de la humedad alcanza ±2%HRcontrol ambiental inteligente y eficiente

2. Algoritmos de control adaptativo
La humedad del taller de liofilización debe permanecer en 30–40%HR para evitar la absorción de humedad.

(2) FFU: Distribución auxiliar

Mejora la uniformidad de la humedad al eliminar:

• Esquinas muertas

• Zonas de aire estancado

• Áreas locales de alta humedad

(3) Lógica de enlace MAU + DCC

• MAU regula la humedad

• DCC reduce la temperatura de la superficie de la bobina cuando es necesario

• La temperatura de la bobina debe permanecer 1–2°C por encima del punto de rocío para evitar la condensación

3. Control de limpieza: Filtración de múltiples etapas para la prevención de la contaminación

La limpieza es el núcleo del rendimiento de la sala blanca. El sistema asegura el control de partículas a través de la gestión completa del proceso:

Filtración MAU

• Filtro primario G4

• Filtro de eficiencia media F8
  Elimina partículas grandes (por ejemplo, PM10) para reducir la carga en las FFU.

Filtración de etapa final FFU

• HEPA ≥99,97% @ 0,3μm

• ULPA ≥99,999% @ 0,12μm

Las FFU aseguran una limpieza ISO Clase 5 o mejor.

Organización del flujo de aire

• Flujo vertical unidireccional desde la matriz FFU

• Cobertura FFU típicamente 60–100%

• Los contaminantes se empujan hacia abajo hacia los retornos

• Forma un efecto pistón

estable
Referencia de datos A 0,45 m/s

• velocidad de FFU, la concentración de partículas ≥0,5μm se puede reducir a:

<35 partículas/pie³ (ISO Clase 5)

4. Control de presión: Prevención del reflujo y la contaminación cruzada

La presión positiva evita que el aire contaminado entre en los espacios controlados.

Estrategias clave de control:

• (1) Regulación del volumen de aire fresco MAU

• Los sensores de presión diferencial monitorean los gradientes de presiónDiferencia de presión de la sala requerida:

10–30 Pa

(2) Zonificación jerárquica de la presión

• Entre las áreas ISO Clase 5 e ISO Clase 7:Diferencia de presión:

5–10 Pa

(3) Protección de presión de emergencia

• Si la presión cae por debajo del umbral:

• El sistema activa las alarmas

• El ventilador de respaldo se inicia automáticamente

Evita apagados o eventos de contaminación

III. Tecnologías de control inteligente: del control manual al funcionamiento autónomo

Los sistemas de salas blancas tradicionales se basan en gran medida en ajustes manuales. El moderno sistema MAU + FFU + DCC adopta tecnologías inteligentes para lograr un control de precisión automatizado.

1. Plataforma de monitoreo centralizada (PLC/DCS)

• Integra más de 30 parámetros:

• Temperatura / humedad

• Diferenciales de presión

• Estado del ventilador FFU

Datos del agua helada DCC

• Soporta:

• Monitoreo en tiempo real

• Análisis de tendencias

Revisión de curvas históricas

2. Algoritmos de control adaptativo
Ejemplo:

• Cuando un grabador de semiconductores se inicia e introduce carga de calor, el sistema automáticamente:

• Aumenta el flujo de la bobina de enfriamiento

• Aumenta la salida DCCRestaura la estabilidad en

10 segundos

3. Mantenimiento predictivo

• Monitorea:

• Corriente del ventilador FFU

• Caída de presión del filtro

Rendimiento de la bobina DCC

• Predice:

• Envejecimiento del motor

• Obstrucción del filtro

Resistencia anormal

4. Optimización energética

• La IA regula inteligentemente:

• Cantidad de funcionamiento de FFU

• Relación de aire fresco

Coincidencia de carga de temperatura y humedad

• Resultados:

• Ahorro de energía del 20–30%

Ideal para salas blancas de semiconductores grandes

IV. Puesta en marcha y optimización del sistema: garantizar el máximo rendimiento

1. Puesta en marcha de una sola unidad

• MAU:

• Funcionamiento del inversor del ventilador (30–100 Hz)

• Verificación de la resistencia del filtro (≤10% de desviación)

Prueba de respuesta T/H

• FFU:

• Uniformidad de la velocidad del viento (±10%)

• Prueba de fugas HEPA

Nivel de ruido ≤65 dB

• DCC:

• Precisión del flujo de agua ±5%

Verificación del intercambio de calor de la bobina

2. Puesta en marcha integrada

• Simular escenarios extremos:

• Alta temperatura / alta humedad

Carga de calor completa del equipo

• Utilice herramientas de medición avanzadas:

• Contador de partículas de 0,1µm

• Registrador de datos de intervalo de 10 s

Más de 50 puntos de muestreo

• 3. Optimización continua

• Control variable de FFU para reducir la carga durante el funcionamiento parcial

  • Ciclos de reemplazo del filtro:

  • Primario: 1–3 meses

  • Medio: 6–12 meses

HEPA: 2–3 años

Conclusión: Control avanzado para la fabricación de alta precisiónEl sistema de sala blanca MAU + FFU + DCC es una columna vertebral tecnológica que permite a las salas blancas pasar de cumplimiento básico a control ambiental inteligente y eficiente

.

A través de la colaboración multicapa de temperatura, humedad, limpieza y presión, respaldada por monitoreo inteligente y control adaptativo, el sistema asegura un entorno limpio estable y de alto rendimiento adecuado para aplicaciones de vanguardia en semiconductores, biotecnología y fabricación de precisión.

• Como proveedor profesional de soluciones de ingeniería de salas blancas, ofrecemos:

• Diseño del sistema

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• Integración inteligente

• Puesta en marcha y optimización

Soporte del ciclo de vida