電子廠房防微振設(shè)計(jì)的發(fā)展與問題研究

電子廠房防微振設(shè)計(jì)的發(fā)展與問題研究摘要：隨著電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，工業(yè)電子廠房增多，產(chǎn)品向精密化發(fā)展。對電子廠房的設(shè)計(jì)提出了更高的要求，本文闡述了微電子廠房防微振設(shè)計(jì)的發(fā)展，提出了防微振設(shè)計(jì)的方法，為以后類似研究問題提供參考。關(guān)鍵詞：微電子廠房微振1、當(dāng)今電子廠房防微振設(shè)計(jì)的發(fā)展?fàn)顩r對于精密儀器的防微振控制，國內(nèi)外進(jìn)行了諸多研究。目前微振控制的研究主要集中在主動(dòng)控制、被動(dòng)控制、混合控制以及隔振平臺等。我國對防微振的研究及工程實(shí)踐始于20世紀(jì)60年代初，起步較晚、發(fā)展較慢。國外建筑結(jié)構(gòu)隔振和測試分析發(fā)展較早，技術(shù)和方法都相對較成熟，但在防微振設(shè)計(jì)上還沒有一套完善的系統(tǒng)理論，在結(jié)構(gòu)的微振測量上缺乏智能化的分析系統(tǒng)。其原因很多，首先在于環(huán)境振動(dòng)的隨機(jī)性。受隨設(shè)備類型、場地條件影響。其次在于結(jié)構(gòu)在環(huán)境振源激勵(lì)下響應(yīng)復(fù)雜，要控制結(jié)構(gòu)微振，必須研究結(jié)構(gòu)防微振性能，提出合理的防微振方案。2、微電子廠房防微振設(shè)計(jì)本研究依托是陜西西安中越微電子有限公司廠房，本廠房是一所以集成電路、設(shè)計(jì)、制造和技術(shù)服務(wù)等等的綜合性廠房。該廠房為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，如圖所示廠房結(jié)構(gòu)模型。從工程研究中得出防微振設(shè)計(jì)從以下幾個(gè)方面來考慮。（1）從消除振源考慮。消除或減弱振源，這是最徹底和最有效的方法。因?yàn)槭芸貙ο蟮捻憫?yīng)是由振源激勵(lì)引起的，振源消除或減弱，響應(yīng)自然也消除或減弱。（a）在廠址選擇時(shí)盡量避開周圍設(shè)有較大振源、噪聲和光源，也要適當(dāng)遠(yuǎn)離鐵路和公路干線，避免較大的地脈動(dòng)干擾，并盡可能利用有利地形，減少振動(dòng)影響。（b）車間的合理布置，對于減小車間內(nèi)振源對精密設(shè)備的干擾，也是一種有效而經(jīng)濟(jì)的辦法。廠區(qū)內(nèi)的大型振動(dòng)設(shè)備應(yīng)盡量布置在廠區(qū)一端或邊緣地帶，并與精密和儀器區(qū)域保持必要距離。（c）將動(dòng)力設(shè)備和精密儀器分別置于樓層中不同的結(jié)構(gòu)單元內(nèi)，如設(shè)置在縫(伸縮縫、沉降縫、抗震縫)的兩側(cè)，這樣振源的傳遞路線要比直接傳遞長得多，對振動(dòng)有一定隔離效果。（d）注意精密室的地坪設(shè)計(jì)，為了避免室內(nèi)工作人員的走動(dòng)影響精密儀器和設(shè)備的正常工作，一般采用剛性的混凝土或水磨石地坪，采用木地板時(shí)，將木地板用熱瀝青與地坪直接粘貼。（2）隔振通常在振源與受控對象之間串加一個(gè)子系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)隔振，用以減小受控對象對振源激勵(lì)的響應(yīng)。（a）采用大型基礎(chǔ)。激勵(lì)的參數(shù)是可變的、或是在設(shè)計(jì)時(shí)不能預(yù)先準(zhǔn)確確定，這種大質(zhì)量的減振基礎(chǔ)在實(shí)際工程中就被廣泛采用。該系統(tǒng)是用大于機(jī)器質(zhì)量3～5倍以上的基礎(chǔ)質(zhì)量作為輔助質(zhì)量，隨振動(dòng)體共同振動(dòng)，消除振動(dòng)能量以達(dá)到減振的目的。（b）設(shè)置波障(如隔振溝、樁排)。防振溝可以設(shè)置在精密間的周圍，亦可設(shè)在精密設(shè)備基礎(chǔ)的四周，以免自身的水平擾力而增大基礎(chǔ)回轉(zhuǎn)及搖擺振動(dòng)。對較低頻率的振源，由于其波長，振動(dòng)繞過防振溝底部傳過去，就起不到減振作用，安排溝時(shí)，要考慮振源深度。（c）采用隔振元件。結(jié)構(gòu)之間增加柔性環(huán)節(jié)，使結(jié)構(gòu)傳激振或運(yùn)動(dòng)激振降低。①積極隔振(隔力)積極隔振指振動(dòng)設(shè)備的隔振，即精密儀器和平臺之間設(shè)置隔振器以減少機(jī)器振動(dòng)，也就是減少振動(dòng)輸出。②消極隔振(隔幅)消極隔振是指將精密儀器設(shè)置在隔振器上，使得通過地基土(或結(jié)構(gòu))傳來的振動(dòng)大為減小，也就是減少振動(dòng)的輸入。振幅可以是隔振對象的絕對振幅或隔振對象相對于基礎(chǔ)的振幅。（d）修改結(jié)構(gòu)。它實(shí)際上是通過修改受控對象的動(dòng)力學(xué)特性參數(shù)使振動(dòng)滿足預(yù)定的要求，不需要附加任何子系統(tǒng)的振動(dòng)控制方法。（e）阻尼減振。它可使沿結(jié)構(gòu)傳遞振動(dòng)能量衰減；還可減弱共振頻率附近的振動(dòng)。從減振角度看，就是將機(jī)械振動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芑蚱渌梢該p耗的能量，從而達(dá)到減振目的。在受控對象上附加阻尼器或阻尼元件，通過消耗能量使響應(yīng)最小，也常用外加阻尼材料的方法來增大阻尼。如瀝青、軟橡膠或其它高分子涂料。3、研究可能會遇到的問題微電子廠房的防微振設(shè)計(jì)在以后的研究中可能回遇到以下問題。（1）微振動(dòng)響應(yīng)的實(shí)測結(jié)果偏差現(xiàn)有微振測量采取數(shù)據(jù)時(shí)還有很多誤差，其中不僅包括儀器誤差，而且還包括測量誤差。如現(xiàn)有的規(guī)程主要適用于場地測量，在本項(xiàng)中針對建筑結(jié)構(gòu)的微振動(dòng)測量有效性還需要討論，且現(xiàn)有微振測量一直局限在對建筑結(jié)構(gòu)x、y、z三方向的振動(dòng)加速度，頻率測量，但對于結(jié)構(gòu)測點(diǎn)角加速度沒有系統(tǒng)的測量和分析等。（2）微振動(dòng)響應(yīng)的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)對結(jié)構(gòu)影響研究影響微振動(dòng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)包括剛度、阻尼和質(zhì)量等，其對結(jié)構(gòu)微振動(dòng)響應(yīng)的影響規(guī)律如何，仍需做進(jìn)一步的研究。（3）微振動(dòng)仿真分析方法的選擇微振動(dòng)仿真分析方法很多，如何能通過計(jì)算機(jī)建模，使模型的響應(yīng)與實(shí)測響應(yīng)盡可能接近，以及在在具有隔振措施的情況下，仍需做進(jìn)一步的研究。（4）多點(diǎn)激振的研究方法在遇到微小振動(dòng)時(shí)，都會對結(jié)構(gòu)或者儀器設(shè)備有所影響，并且這樣的影響不是瞬間的，因?yàn)椴ㄓ袀€(gè)傳遞的過程，會造成近點(diǎn)已振，遠(yuǎn)點(diǎn)未振的效果，也就是多點(diǎn)激振。這對房屋結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量會造成影響。4、結(jié)論本文重點(diǎn)介紹了防微振設(shè)計(jì)的方法。首先從消除震源來考慮，其次是隔振，最后從自身的結(jié)構(gòu)形式來減少微電子廠房的微振動(dòng)效應(yīng)。文中提出防微振設(shè)計(jì)會遇到的問題，及廠房防微振設(shè)計(jì)研究方向，為以后類似的研究提供指南。參考文獻(xiàn)：[1]俞渭雄IC工廠的防微振設(shè)計(jì)，潔凈與空調(diào)技術(shù)，2006.04[2]陳波微震監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用研究，現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2010[3]季新強(qiáng)李愛群精密儀器防微振方法及其研究進(jìn)展，特種結(jié)構(gòu)，2005.06[4]S.Hwang,M.ASCEY.N.HuangApplicabilityof