念海半导体设备专用自动灭火装置：无残留，不损伤精密部件

针对半导体设备专用自动灭火装置，其核心要求就是您提到的：无残留、不损伤精密部件、快速响应，同时不影响洁净室环境。

传统的水、泡沫或干粉灭火剂在半导体Fab（洁净室）中是完全不可接受的，因为它们会造成毁灭性的二次损害。

以下是几种主流的、符合“无残留、不损伤精密部件”要求的半导体设备专用灭火解决方案，以及它们的原理和特点：

1.惰性气体灭火系统(InertGasSystems)

原理：通过释放氮气(N₂)、氩气(Ar)或它们的混合气体（如IG-541，含52%N₂,40%Ar,8%CO₂），迅速降低防护区内的氧气浓度（通常降至15%以下），使火焰因“窒息”而熄灭。

代表介质：IG-541，纯氮气系统。

绝对无残留：气体本身是大气成分，灭火后自然通风排出，无任何残留物。

不损伤设备：不导电、不腐蚀，对最精密的晶圆、光学部件、电路板都绝对安全。

缺点：

需要相对密闭的空间才能有效维持灭火浓度。

释放时会产生明显的压力冲击和噪音，需考虑围护结构的承压。

人员需在释放前撤离（氧气浓度过低对人体有害）。

2.化学气体灭火系统(CleanAgentSystems)

原理：通过释放氟代烷烃类化学气体（如HFC-227ea，即FM-200；或Novec1230），在火焰中通过化学中断反应来灭火。

代表介质：Novec1230、FM-200。

几乎无残留：在常温下是液体或液化气体，释放后迅速气化，蒸发后无残留。Novec1230的蒸发特性尤其出色，被称为“液体气体”。

不损伤设备：不导电、不腐蚀，对设备安全。Novec1230对电子设备的兼容性被广泛验证。

优点：

所需灭火浓度低，储瓶数量相对惰性气体系统少，占用空间小。

灭火速度快。

注意：部分化学药剂在极高温度下可能分解产生微量酸性物质，但现代洁净剂已将此影响降至极低。

3.细水雾灭火系统(WaterMistSystems)

原理：使用超微细的水雾颗粒（通常直径<100微米），通过冷却、窒息（水蒸气膨胀）和隔绝辐射热三种方式复合灭火。

特别适用于：局部应用或设备内部保护，例如光刻机、刻蚀机、扩散炉的腔体或内部空间。

微残留，低损伤：

用水量极少（通常只有传统喷淋系统的1%），且大部分水雾会迅速蒸发。

经过处理的去离子水可避免导电和腐蚀问题。

现代系统设计得非常精准，只在故障点精准喷放，不会“淋湿”整个设备。

优点：

冷却效果好，可防止复燃。

成本通常低于气体系统，且水源易得。

对人体安全。

关键：系统水质（去离子/超纯水）、喷嘴设计、控制逻辑必须极高，确保无误触发。

原理：通过固体化学药剂的燃烧反应，释放出超细的固体盐颗粒（气溶胶）来抑制火焰的链式反应。

注意：虽然灭火高效，但通常不推荐用于最精密的半导体设备核心区域！

存在残留物：会产生非常细微的固体颗粒沉降，可能污染光学表面和精密机械部件。

释放高温：生成物温度较高。

适用场景：可能用于不太敏感的电气管廊、部分外围设施，但Fab内的核心工艺设备通常避免使用。

半导体设备灭火系统的关键设计特点

1.极早期预警与联动：

采用VESDA（极早期空气采样烟雾探测）或高灵敏度激光探测器，在火灾隐患（如过热、微粒）阶段就发出预警。

与设备本身的故障诊断系统（FDC）和厂务监控系统（FMCS）联动，自动执行预定的应急程序（如关闭电源、关闭阀门、切换排气等）。

2.精准定位与局部应用：

不是对整个房间喷放，而是针对具体发生故障的单个设备甚至设备内的特定模块进行灭火。这是保护精密部件和生产连续性的关键。

3.专用设计与认证：

灭火系统供应商需要与半导体设备原厂（如ASML、AMAT、TEL、LAM等）紧密合作，确保系统设计与设备兼容，不干扰其正常运行。

系统本身需要符合相关标准等消防规范。

总结与建议

对于半导体设备专用的灭火，目前的主流趋势是：

设备级别/局部保护：越来越多地采用小型洁净气体模块，直接集成在设备内部。

房间级别保护：根据房间密闭性和设备价值，选择惰性气体或洁净化学气体系统。

最终选择，必须由专业的消防工程师、半导体厂务工程师和设备供应商共同评估，根据具体的设备类型、工艺风险、厂房布局和投资预算来确定最合适的“无残留、不损伤”的灭火方案。