のようなハイエンド産業において、半導体製造、バイオメディカル、精密電子機器、クリーンルーム内の環境制御は、製品品質、生産歩留まり、研究の信頼性に直接影響します。

このMAU（メイクアップエアユニット）+ FFU（ファンフィルターユニット）+ DCC（ドライコイルユニット）アーキテクチャは、最新のクリーンルームの主流な浄化ソリューションとなっています。非常に柔軟で効率的な環境制御により、このシステムは温度、湿度、清浄度、圧力といった、世界レベルのクリーンルームに不可欠なパラメータを厳密に制御できます。

この記事では、MAU + FFU + DCCシステムの背後にあるコアな制御技術と、多次元的な連携がいかに安定した、精密で、省エネルギーなクリーン環境を保証しているかを体系的に解説します。

I. システム概要：MAU + FFU + DCCの連携

MAU + FFU + DCCシステムは、階層的な空気処理と循環システムであり、各モジュールが専門的な機能を果たします:

MAU — 新鮮空気の前処理

• 温度と湿度の調整

• 一次および中性能フィルター

• 処理された新鮮空気の安定供給

FFU — 最終段階の高効率ろ過

• 供給空気のHEPA/ULPAろ過

• 一方向気流の供給

• ISO Class 5–Class 1の清浄度を保証

DCC — 精密な顕熱制御

• 局所的な温度微調整

• 機器から発生する熱の補償

• 均一な温度分布を保証

この“前処理（MAU）→浄化（FFU）→微調整（DCC）”アーキテクチャは、従来の集中型システムと比較して、より高い効率、柔軟性、省エネルギー性を実現し、環境パラメータの洗練された管理を可能にします。

II. 主要なシステム制御技術

1. 温度制御：サブ度レベルの精度達成

温度変動は、精密製造における最も重要なリスクの1つです。例えば、半導体リソグラフィでは、わずか0.1°Cの偏差がパターンアライメントに影響を与えます。

MAU + FFU + DCCシステムは、多段階の精密温度制御を実現します:

(1) MAU：適応型PIDを使用した一次温度調整

• 加熱/冷却コイルの出力を制御

• 新鮮空気の温度を±0.5°Cで安定化

• 負荷変動に動的に対応

(2) FFU：熱勾配を低減するための気流分布

FFUは、気流の組織化を最適化することで間接的に温度に影響を与えます:

• 均一なマトリックスレイアウト

• 一般的な面風速：0.3–0.5 m/s

• 局所的な成層と熱ドリフトを最小限に抑える

(3) DCC：リアルタイムの顕熱補償

以下から発生する熱を対象とする:

• リソグラフィ装置

• バイオリアクター

• エッチング装置

DCCは、冷水流量を微調整して以下を保証します:

• 室温の均一性誤差≤±0.2°C

実際の事例
12インチの半導体ファブは、±0.1°Cの温度安定性を達成し、MAU–DCCの連携制御を実装した後、リソグラフィの歩留まりを~3%向上させました。

2. 湿度制御：製品の安定性と機器の保護のバランス

湿度は以下に影響します:

• 精密機器の腐食

• 乾燥環境での静電気

• 微生物の増殖

• デリケートな生物学的および製薬プロセス

(1) MAU：主な調整

以下を装備:

• スチーム/電極加湿器

• 凝縮またはロータリー除湿器

湿度精度は±2%RHリーンでインテリジェントな環境制御

2. 適応型制御アルゴリズム
凍結乾燥ワークショップの湿度は、水分吸収を防ぐために、30–40%RHに保つ必要があります。

(2) FFU：補助的な分布

以下を排除することにより、湿度の均一性を高めます:

• デッドコーナー

• 停滞空気ゾーン

• 局所的な高湿度領域

(3) MAU + DCC連携ロジック

• MAUが湿度を調整

• 必要に応じてDCCがコイル表面温度を下げます

• コイル温度は、露点より1–2°C高く保ち、結露を避ける必要があります

3. 清浄度制御：汚染防止のための多段階ろ過

清浄度はクリーンルーム性能の核心です。システムは、完全なプロセス管理を通じて粒子制御を保証します:

MAUろ過

• G4一次フィルター

• F8中性能フィルター
  大きな粒子（例：PM10）を除去し、FFUへの負荷を軽減します。

FFU最終段階ろ過

• HEPA ≥99.97% @ 0.3μm

• ULPA ≥99.999% @ 0.12μm

FFUはISO Class 5以上の清浄度を保証します。

気流の組織化

• FFUマトリックスからの垂直一方向気流

• FFUのカバー率は通常、60–100%

• 汚染物質はリターンに向かって下方に押し出されます

• 安定したピストン効果

を形成します
データ参照 0.45 m/s

• のFFU風速では、粒子濃度≥0.5μmを以下に減らすことができます:

<35 particles/ft³ (ISO Class 5)

4. 圧力制御：逆流と相互汚染の防止

正圧は、汚染された空気が制御された空間に入るのを防ぎます。

主な制御戦略:

• (1) MAU新鮮空気量調整

• 差圧センサーが圧力勾配を監視必要な室圧差：

10–30 Pa

(2) 階層的な圧力ゾーニング

• ISO Class 5とISO Class 7の間のエリア:圧力差：

5–10 Pa

(3) 緊急圧力保護

• 圧力が閾値を下回った場合:

• システムがアラームをトリガー

• バックアップファンが自動的に起動

シャットダウンまたは汚染イベントを防止

III. インテリジェント制御技術：手動制御から自律運転へ

従来のクリーンルームシステムは、手動調整に大きく依存していました。最新のMAU + FFU + DCCシステムは、自動化された精密制御を実現するためにインテリジェント技術を採用しています。

1. 集中監視プラットフォーム（PLC/DCS）

• 30以上のパラメータを統合:

• 温度/湿度

• 差圧

• FFUファンの状態

DCC冷水データ

• 以下をサポート:

• リアルタイム監視

• トレンド分析

履歴カーブレビュー

2. 適応型制御アルゴリズム
例:

• 半導体エッチャーが起動し、熱負荷が発生した場合、システムは自動的に:

• 冷却コイル流量を増加

• DCC出力をブースト10秒以内

に安定性を回復

3. 予知保全

• 以下を監視:

• FFUファン電流

• フィルターの圧力損失

DCCコイルの性能

• 以下を予測:

• モーターの経年劣化

• フィルターの目詰まり

異常な抵抗

4. エネルギー最適化

• AIがインテリジェントに以下を調整:

• FFUの運転量

• 新鮮空気比率

温度と湿度負荷のマッチング

• 結果:

• 20–30%の省エネルギー

大規模な半導体クリーンルームに最適

IV. システムの試運転と最適化：ピークパフォーマンスの確保

1. 単体試運転

• MAU:

• ファンインバータの運転（30–100 Hz）

• フィルター抵抗チェック（≤10%の偏差）

T/H応答テスト

• FFU:

• 風速の均一性（±10%）

• HEPAリークテスト

騒音レベル≤65 dB

• DCC:

• 水流量精度±5%

コイル熱交換検証

2. 統合試運転

• 極端なシナリオをシミュレート:

• 高温/高湿度

フル機器の熱負荷

• 高度な測定ツールを使用:

• 0.1µm粒子カウンター

• 10秒間隔データロガー

50以上のサンプリングポイント

• 3. 継続的な最適化

• 部分運転中の負荷を軽減するためのFFU可変制御

  • フィルター交換サイクル:

  • 一次：1–3ヶ月

  • 中性能：6–12ヶ月

HEPA：2–3年

結論：高精度製造のための高度な制御MAU + FFU + DCCクリーンルームシステムは、クリーンルームを基本的なコンプライアンスからリーンでインテリジェントな環境制御

へと移行させる技術的なバックボーンです。

温度、湿度、清浄度、圧力の多層的な連携を通じて、インテリジェントな監視と適応制御によってサポートされ、システムは半導体、バイオテクノロジー、精密製造における最先端のアプリケーションに適した、安定した高性能なクリーン環境を保証します。

• プロフェッショナルなクリーンルームエンジニアリングソリューションプロバイダーとして、当社は以下を提供します:

• システム設計

• 機器選定

• インテリジェントな統合

• 試運転と最適化

ライフサイクルサポート