Was ist FFU?

FFU, der vollständige Name lautet auf Englisch „Fan Filter Unit“ und auf Chinesisch „Fan Filter Unit“. Es handelt sich um ein modulares Terminal-Luftversorgungsgerät mit eigener Stromversorgung, das einen Ventilator und einen hocheffizienten (oder ultrahocheffizienten) Luftfilter kombiniert. Sein Funktionsprinzip besteht darin, dass der Ventilator Luft von oben ansaugt und nach der zweistufigen Filterung durch den Primär- und den Hochleistungsfilter ein gleichmäßiger laminarer Strom sauberer Luft entsteht, der nach unten geleitet wird.

FFU zeichnet sich durch modularen Aufbau, flexible Installation, einstellbare Windgeschwindigkeit, geringe Geräuschentwicklung, Energieeinsparung usw. aus. Es ist eine Schlüsselausrüstung für die Schaffung einer sauberen Umwelt. Es kann einzeln verwendet oder modular zu einem Reinluftversorgungssystem verbunden werden. Es wird häufig in verschiedenen Produktions- und wissenschaftlichen Forschungsstätten eingesetzt, an denen strenge Anforderungen an die Luftreinheit gestellt werden.

In welchen Branchen wird FFU konkret eingesetzt? Inwiefern haben verschiedene Branchen unterschiedliche Anforderungen an FFU? Dieser Artikel wird es einzeln klären.

1. Halbleiter- und Mikroelektronikindustrie

Die Halbleiterfertigung ist der Kern und anspruchsvollste Bereich der FFU-Anwendungen.

Im Wafer-Herstellungsprozess, der Photolithographie, der Abscheidung, dem Ätzen und anderen Prozessverbindungen werden extrem hohe Anforderungen an die Kontrolle von Feinstaub in der Luft gestellt. Wenn ein Staubpartikel im Submikronbereich auf einen Wafer fällt, kann dies zu einem Kurzschluss oder einer Unterbrechung im Chip-Schaltkreis führen, was die Produktausbeute direkt verringert. Daher müssen Halbleiter-Reinräume in der Regel einen Reinheitsgrad der ISO-Klasse 1–5 oder sogar noch höher erreichen.

Zu den Hauptanwendungsszenarien von FFU in der Halbleiterindustrie gehören:

• Reinraum für die Waferherstellung : FFUs sind dicht in einem großen Bereich an der Decke des Reinraums angeordnet, um eine vertikale, unidirektionale laminare Strömung zu bilden, die kontinuierlich Partikel im Submikronbereich aus der Luft entfernt und den präzisen Chipproduktionsprozess schützt –

• Fotolithographie- und Ätzbereiche : Diese Kernprozesse stellen die strengsten Sauberkeitsanforderungen und sind normalerweise mit ULPA-Ultrahocheffizienzfiltern (Filtrationseffizienz für 0,12 μm-Partikel ≥99,9995 %) ausgestattet, um eine extrem saubere Umgebung zu gewährleisten

• Gerätemaschinenseite : Installieren Sie EFU (geräteseitige Filtereinheit) über Kerngeräten wie Fotolithografiemaschinen und Ätzmaschinen, um eine exklusive Mikroumgebung für die Maschine zu schaffen

Neben der Herstellung von Logikchips und Speicherchips wird FFU auch häufig in aufstrebenden Bereichen wie Leistungshalbleitern und Verbindungshalbleitern (wie Galliumnitrid, Siliziumkarbid) eingesetzt.

Aus Sicht der Marktgröße stellen integrierte Halbleiterschaltkreise die höchsten Anforderungen an die Sauberkeit. Der Markt für elektronische Informationsreinräume wird im Jahr 2022 130,5 Milliarden Yuan erreichen, was einem Anteil von 54,2 % entspricht. Als Kernausrüstung von Reinräumen nimmt FFU in diesem Markt eine wichtige Position ein.

2. Panel-Display-Industrie

Die Herstellung von Paneldisplays ist ein weiterer wichtiger Anwendungsbereich von FFU.

Der Herstellungsprozess von TFT-LCD (Flüssigkristallanzeige), AMOLED (flexible organische Leuchtdiode), Mini/Micro-LED und anderen Panels ist äußerst präzise. Kernprozesse wie Array, Farbfilm, Kastenformung und Modul sind äußerst empfindlich gegenüber Staub und chemischen Verunreinigungen (AMC) – ein einzelnes Staubpartikel kann Pixeldefekte (helle oder dunkle Flecken) verursachen.

Zu den typischen Anwendungen von FFU in der Panel-Display-Industrie gehören:

• Reinraum für Array- und Farbfilmverarbeitung : Setzen Sie FFU großflächig ein, um eine saubere Umgebung der Klasse 100 (ISO-Klasse 5) aufrechtzuerhalten.

• Verdampfungs- und Verpackungsbereich : Der AMOLED-Verdampfungsprozess erfordert eine extrem hohe Reinheit organischer Materialien und Metallelektroden. FFU wird mit ULPA-Filtern und chemischen Filtern verwendet.

• Modulmontagelinie : Sorgen Sie für eine saubere lokale Umgebung im Montage- und Inspektionsbereich

Darüber hinaus nimmt die Anwendung von FFU in der Panel-Display-Industrie weiter zu, da sich neue Display-Technologien wie Mini-LED und Micro-LED immer weiter zu kleineren Größen entwickeln und die Anforderungen an die Sauberkeit weiter steigen.

3. Pharmazeutische und biomedizinische Industrie

Ein weiterer Kernbereich für FFU-Anwendungen ist die Pharmaindustrie.

Die Herstellung von sterilen Arzneimitteln, Biologika, Impfstoffen und Medizinprodukten unterliegt strengen GMP-Regeln (Good Manufacturing Practice). Reinräume müssen nicht nur Feinstaub, sondern auch Mikroorganismen (Bakterien, Pilze usw.) kontrollieren. FFU kann mikrobielle Träger – Staubpartikel in der Luft – durch hocheffiziente HEPA-Filter (Filtrationseffizienz für 0,3 μm-Partikel ≥99,97 %) effektiv entfernen und so die mikrobielle Verschmutzung indirekt kontrollieren.

Zu den Hauptanwendungsszenarien von FFU in der Pharmaindustrie gehören:

• Sterile Produktionswerkstatt (Ebene A/Ebene B-Bereich) : Setzen Sie FFU in Schlüsselbereichen wie Abfüllung, Gefriertrocknung und aseptischer Vorbereitung ein, um eine lokale saubere Umgebung der Ebene 100 aufrechtzuerhalten

• Biologische Produkte und Impfstoffproduktion : In Szenarien mit doppelten Anforderungen an Luftreinheit und Biosicherheit wird FFU in Verbindung mit Biosicherheitswerkbänken verwendet

• Herstellung medizinischer Geräte : Bei der Herstellung von Implantaten, Einwegartikeln und anderen Produkten gelten strenge Anforderungen an die Sauberkeit

• Rohmaterial-Wägeraum : Der mit FFU ausgestattete Wägeraum kann Staubdiffusion und Kreuzkontamination wirksam verhindern.

Die Anforderungen der pharmazeutischen Industrie an FFU beschränken sich nicht nur auf die Filtrationseffizienz, sondern umfassen auch Material (normalerweise ist eine Edelstahlbox erforderlich, um die Reinigung und Desinfektion zu erleichtern), geringe Geräuschentwicklung (um die Auswirkungen auf die Bediener zu reduzieren) und die Einhaltung internationaler Standards wie GMP und ISO 14644.

4. Lebensmittel- und Getränkeindustrie

Auch die Lebensmittelverarbeitung und Getränkeproduktion sind untrennbar mit einer sauberen Umwelt verbunden.

Mikroorganismen und Staubpartikel in der Luft beeinflussen nicht nur den Geschmack und die Haltbarkeit von Lebensmitteln, sondern stehen auch in direktem Zusammenhang mit der Lebensmittelsicherheit. Produktionsprozesse wie Milchprodukte, Fleischprodukte, Backwaren und Getränkeabfüllung erfordern alle ein gewisses Maß an sauberer Umgebung.

Typische Anwendungen von FFU in der Lebensmittelindustrie sind:

• Abfüll- und Verpackungswerkstatt : Installieren Sie FFU über der Abfüll- und Verpackungslinie, um lokal saubere Luft bereitzustellen und Produktkontaminationen während des Abfüll- und Verpackungsprozesses zu verhindern

• Steriler Verarbeitungsbereich : Für spezielle Lebensmittel, die einen aseptischen Betrieb erfordern (z. B. Säuglingsnahrung), arbeitet FFU mit HEPA-Filtern zusammen, um eine sterile Umgebung bereitzustellen

• Kühl- und Zwischenlagerbereich : Während des Kühl- und Zwischenlagerprozesses von Lebensmitteln kann saubere Luft das Risiko des mikrobiellen Wachstums wirksam reduzieren.

Ähnlich wie in der Pharmaindustrie benötigt FFU in der Lebensmittelindustrie in der Regel Edelstahl, um die Reinigung und Desinfektion zu erleichtern.

5. Medizin- und Krankenhausindustrie

Auch in medizinischen Einrichtungen gelten sehr strenge Anforderungen an die Luftreinheit und die Mikrobenkonzentration.

In medizinischen Bereichen wie Operationssälen, Intensivstationen, Sterilstationen und Katheterisierungslabors sind in der Luft schwebende Bakterien und Viren die Hauptübertragungswege für postoperative Infektionen. FFU kann die Konzentration von Mikroorganismen in der Luft durch hocheffiziente Filterung wirksam reduzieren und so eine sicherere medizinische Umgebung für Patienten und medizinisches Personal schaffen.

Zu den Anwendungsszenarien von FFU in der Medizinbranche gehören:

• Sauberer Operationssaal : Installieren Sie FFU an der Decke des Operationssaals (normalerweise mit einem sauberen Bildschirm verwendet), um einen sauberen Laminarströmungsbereich zu schaffen und das Risiko einer chirurgischen Infektion zu verringern.

• Intensivstation und Sterilstation : Sorgen Sie für eine Umgebung mit sauberer Luft für Patienten mit geringer Immunität

• Abgabezentrum und intravenöse Arzneimittelzubereitung : Sorgen Sie für eine lokal saubere Umgebung der Stufe 100 im sterilen Abgabebereich –

• Laborabteilungen und Labore : Sorgen Sie für saubere Betriebsumgebungen in Bereichen wie mikrobiellen Tests und pathologischen Tests.

Während der COVID-19-Epidemie 2020 wurde FFU auch zur Luftreinigung auf Stationen eingesetzt, wodurch PM2,5 in einem Raum von 50 m³ innerhalb von 1 Minute auf weniger als 10 reduziert werden kann, wodurch Viren in der Luft effektiv gefiltert und das Infektionsrisiko für medizinisches Personal verringert werden.

6. Rechenzentrums- und Computerraumindustrie

Mit der Entwicklung der digitalen Wirtschaft wächst die Nachfrage nach FFU in Rechenzentren rasant.

Die dicht aufgestellten Server in Rechenzentrumsräumen reagieren äußerst empfindlich auf die Luftumgebung. Staubpartikel in der Luft verstopfen die Lüfter und Kühlkörper des Servers, wodurch die Kühleffizienz abnimmt und die Geräte überhitzen. Submikronpartikel können in den Spalt zwischen den Lese- und Schreibköpfen der Festplatte eindringen und Lese- und Schreibfehler und sogar physische Schäden verursachen.

Zu den Anwendungen von FFU in Rechenzentren gehören:

• Frischlufteinlassfiltration : Installieren Sie FFU oder hocheffiziente Luftzufuhröffnungen am Frischlufteinlass des Computerraums, um Staub und Schadstoffe in der Außenluft abzufangen.

• Innenzirkulationsreinigung des Computerraums : Installieren Sie FFU oder hocheffiziente Luftzufuhröffnungen an der Decke des Computerraums oder an der Oberseite des Kaltgangs, um die Innenzirkulationsluft kontinuierlich zu filtern

• Kernbereich des Schranks : Für Szenarien mit höheren Sauberkeitsanforderungen wie Finanzen, Regierungsangelegenheiten und KI-Rechenzentren wird FFU oben im Schrankbereich eingesetzt, um eine lokale, hochreine Umgebung zu schaffen –

Einer Branchenanalyse zufolge entfallen auf Reinräume in der Fertigung der größte Anteil der FFU-Nachfrage (ca. 52 %), während der Gesundheits- und Biowissenschaftssektor 30–35 % ausmacht. Die Nachfrage in aufstrebenden Bereichen wie Rechenzentren wächst weiter.

7. Andere Anwendungsbranchen

Zusätzlich zu den oben genannten Hauptindustrien wird FFU auch häufig in den folgenden Bereichen eingesetzt:

• Herstellung von Präzisionsinstrumenten und Optiken : Die Herstellung und Montage von optischen Linsen und Präzisionsinstrumenten ist äußerst empfindlich gegenüber Staub.

• Luft- und Raumfahrt : Die Herstellung und Montage von Luft- und Raumfahrtkomponenten erfordert Umgebungen mit hoher Sauberkeit.

• Labore und wissenschaftliche Forschungseinrichtungen : biologische Labore, Materiallabore, elektronische Labore usw. erfordern saubere Betriebsumgebungen

• Neue Energie (Lithiumbatterie/Photovoltaik) : Bei der Herstellung von Lithiumbatterien und Photovoltaikzellen gelten strenge Anforderungen an Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Sauberkeit –

• Drucken und Sprühen : Hochpräzise Druck- und Sprühverfahren reagieren empfindlich auf Schwebeteilchen

• Feinchemikalien : Bei der Herstellung feinchemischer Produkte werden hohe Anforderungen an die Sauberkeit gestellt –

Überblick über die FFU-Anwendungsbranche

Zusammenfassen

Die Anwendungsbereiche von FFU sind äußerst breit gefächert und decken fast alle Produktions- und wissenschaftlichen Forschungsorte ab, in denen die Luftreinheit kontrolliert werden muss. Von der hochreinen Umgebung der ISO-Klasse 1 in Halbleiterwaferfabriken bis hin zu den Reinbereichen der ISO-Klasse 8 in Lebensmittelwerkstätten ist FFU die Kernausrüstung für die Aufrechterhaltung einer sauberen Umgebung.

Verschiedene Branchen haben unterschiedliche Anforderungen an FFU:

• Halbleiter und Panel-Displays streben nach höchster Sauberkeit und AMC-Kontrolle

• Pharmazie und Medizin legen Wert auf mikrobielle Kontrolle und GMP-Konformität

• Die Lebensmittelindustrie achtet auf Lebensmittelsicherheit und Hygiene

• Der Schwerpunkt von Rechenzentren liegt auf dem Schutz der Geräte sowie dem energiesparenden Betrieb und der Wartung

Aufgrund der kontinuierlichen Weiterentwicklung fortschrittlicher Halbleiterprozesse, iterativer Upgrades neuer Anzeigetechnologien, der starken Entwicklung der biomedizinischen Industrie und der raschen Expansion von Rechenzentren wird die Marktnachfrage nach FFU voraussichtlich weiter wachsen. Die Auswahl des geeigneten FFU-Produkts erfordert eine umfassende Berücksichtigung von Branchenmerkmalen, Sauberkeitsgraden, Installationsraum, Energieverbrauchsanforderungen und anderen Faktoren.

Aili Industry – FFU-Hersteller der gesamten Industriekette

Aili Industrial beschäftigt sich seit fast zwei Jahrzehnten intensiv mit der Reinraumausrüstung. Von der Motorwicklung über die Gehäuseverarbeitung bis hin zur Steuerungssystementwicklung stellt die gesamte Industriekette unabhängig voneinander FFU-Lüfterfiltereinheiten her. Die Produkte decken das gesamte Spektrum an Standard-, ultradünnen, energiesparenden (EC-Motoren), Gruppensteuerungs- und Edelstahltypen ab und unterstützen eine vollständige kundenspezifische Anpassung in Bezug auf Größe, Material, Motor, Steuerungsmethode, Filtergrad usw. sowie die Anpassung an die unterschiedlichen Reinigungsanforderungen von 13 großen Branchen, darunter Halbleiter, Paneldisplays, Pharmazie, Lebensmittel und Rechenzentren.

Wenn Sie Vorschläge zur FFU-Auswahl oder maßgeschneiderte Lösungen benötigen, wenden Sie sich bitte an das professionelle technische Team von Aili Industry.