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什么是干燥室受控环境?

  • 作者:彭建军

  • 得创坤灵公司洁净室工程技术经理。

    GDC公司洁净室设备制造公司产品研发经理。

    中国广东省洁净室行业协会执行理事。

    从事相关洁净室工程项目规划、设计、施工工作15年,具备丰富的相关技术经验。

  • 2025-04-15  |  Visits:

干燥室:现代制造中不可或缺的受控环境

受控环境对于各种高风险制造过程的成功和可靠性至关重要

干燥室对湿度水平有严格的控制,这使得它们在许多现代生产和研究领域中必不可少。但是,究竟为什么干燥室如此重要,为什么各行各业对干燥室的需求不断增长?答案在于产品和过程的敏感性,需要如此细致的环境控制——即使是湿度的微小偏差也可能导致代价高昂的缺陷或故障。

什么是干燥室?

干燥室的定义是其控制和降低大气湿度的能力,使其水平远远超过标准环境控制系统的能力。这是通过使用先进的除湿技术来实现的,这些技术可确保空气保持干燥和稳定。通常,干燥室将湿度水平保持在 1% 相对湿度 (RH) 以下,但这可能会因特定的行业要求而异。

湿气会导致电子元件或其他关键物品的制造环境中氧化、污染和其他形式的降解。例如,在锂离子电池的生产中,过多的水分会导致不必要的化学反应,从而损害电池的完整性和安全性。

干燥室的 5 个主要特点

干燥室配备了一系列结构和技术功能,以确保房间满足将湿度控制在极低水平所需的严格要求。以下是其中一些关键功能的仔细介绍:

1. 除湿机

干燥室最关键的组成部分是除湿系统。这些系统是高度专业化的,能够将湿度降低和维持到低至 1% RH 甚至更低的水平。干燥室中使用的工业级除湿机根据吸附或制冷原理运行,通常根据特定需求进行定制。

2. 气闸

大多数干燥室都装有气闸。这些气闸充当干燥室和设施其他部分之间的缓冲区。人员和材料必须通过这些气闸,在那里空气受到仔细控制,以尽量减少进入受控环境的湿度。

3. 专用 HVAC 系统

除了标准的加热、通风和空调功能外,干燥室中的 HVAC 系统还配备了额外的功能来处理极端除湿。其中包括用于去除颗粒和污染物的增强型过滤系统,以及用于保持一致温度和湿度水平的精密控制机制。

4. 密封环境

干燥室的构造应尽可能密闭,以防止外部空气影响受控环境。这包括在门、窗和其他潜在的空气进入点周围使用防潮层和专用密封剂。

5. 监测和控制系统

传感器战略性地放置在整个房间内,以监测温度和湿度等实时条件。这些传感器与中央控制系统相连,该系统根据预定义的参数自动调整房间的环境,确保保持恒定的条件。

干燥室的基本要求

为了使干燥室有效运行,它必须满足特定的结构和操作要求。以下是干燥室要求的一些示例:

  • 材料:墙壁、地板和天花板的建筑材料必须因其低透湿性和耐环境条件而选择。
  • 维护:定期维护除湿机、HVAC 系统和其他关键组件对于防止可能将湿气引入房间的故障至关重要。
  • 人员协议:进入干燥室的工人需要经过特定的程序,例如穿着吸湿服和通过风淋室,以尽量减少他们带入环境的湿度。

干燥室的行业和应用

干燥室在行业中至关重要,在这些行业中,即使是很小的湿度也会损害产品质量、安全性或功效。以下是它们在各个领域的使用方式:

电子制造

半导体制造:半导体对水分极为敏感,因为即使是微量的半导体也会导致硅晶片氧化。干燥室可确保这些组件在无湿气的环境中制造和组装。

敏感电子设备的组装:OLED 面板和精密传感器等组件需要在干燥的房间内组装,以防止因潮湿而发生故障或退化。

电池生产

锂离子电池:锂离子电池的生产是干燥室最关键的应用之一。在制造过程中暴露在潮湿环境中会导致不必要的化学反应,从而导致电池效率降低和潜在的安全问题。

电池测试和包装:电池必须在低湿度环境中进行测试和包装,以确保它们符合安全和性能标准而不会降解。

航空航天和国防

材料储存和处理:航空航天部件通常包括对湿气高度敏感的材料,例如复合材料和粘合剂。干燥的房间用于储存和处理这些材料,以防止吸收水分,从而损害结构完整性。

设备制造:许多航空航天设备,包括卫星和传感器,必须在超低湿度环境中组装,以确保它们在恶劣的太空条件下可靠运行。

食品和饮料

粉状产品:以粉末形式销售的食品,如奶粉和咖啡,在包装过程中通常需要干燥的房间,以防止水分引起的结块和微生物生长。

干燥室与洁净室:有什么区别?

干燥室和洁净室都是受控环境,旨在最大限度地减少特定的环境变量,否则这些变量会损害敏感产品的质量和功能。

尽管它们的目的相似,但它们的功能截然不同,并且在设计时考虑了不同的优先级:

比较方面干燥室洁净室
主要控制目标控制湿度水平最小化颗粒污染
设计重点防止水分进入的密封结构光滑表面和空气过滤系统
主要应用锂离子电池制造、电子元件半导体生产、制药

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