Kiibi saagikuse määr integraallülituste tootmistööstuses on tihedalt seotud kiibile sadestunud õhuosakeste suuruse ja arvuga. Hea õhuvoolu korraldus suudab tolmuallika tekitatud osakesed puhasruumist eemale juhtida, et tagada puhasruumi puhtus, st õhuvoolu korraldus puhasruumis mängib olulist rolli integraallülituste tootmise saagikuses. Puhasruumi õhuvoolu korralduse kavandamisel tuleb saavutada järgmised eesmärgid: vähendada või kõrvaldada pöörisvool vooluväljas, et vältida kahjulike osakeste kinnipidamist; säilitada sobiv positiivne rõhugradient ristsaastumise vältimiseks.
Õhuvoolu jõud
Puhasruumi põhimõtte kohaselt hõlmavad osakestele mõjuvad jõud massijõudu, molekulaarjõudu, osakestevahelist tõmbejõudu, õhuvoolu jõudu jne.
Õhuvoolu jõud: viitab õhuvoolu jõule, mille põhjustavad etteande-, tagasivoolu-, termilise konvektsiooni-, kunstliku segamise ja muud õhuvoolud teatud voolukiirusega osakeste transportimiseks. Puhasruumi keskkonna tehnilise juhtimise seisukohast on õhuvoolu jõud kõige olulisem tegur.
Katsed on näidanud, et õhuvoolu liikumisel järgnevad osakesed õhuvoolu liikumisele peaaegu sama kiirusega. Osakeste olekut õhus määrab õhuvoolu jaotus. Siseruumides olevaid osakesi mõjutavad õhuvoolud hõlmavad peamiselt järgmist: õhu sissepuhke õhuvool (sealhulgas primaarne ja sekundaarne õhuvool), inimeste kõndimisest tingitud õhuvool ja termiline konvektsiooniõhuvool ning protsesside ja tööstusseadmete tekitatud õhuvool. Erinevad õhuvarustusmeetodid, kiiruse liidesed, operaatorid ja tööstusseadmed ning puhasruumides esilekutsutud nähtused on kõik puhtustaset mõjutavad tegurid.
Õhuvoolu korraldust mõjutavad tegurid
1. Õhuvarustusmeetodi mõju
(1). Õhuvarustuse kiirus
Ühtlase õhuvoolu tagamiseks peab õhu juurdevoolu kiirus ühesuunalises puhasruumis olema ühtlane; õhu juurdevoolu pinna surnud tsoon peab olema väike; ja rõhulang ULPA-s peab samuti olema ühtlane.
Ühtlane õhuvoolu kiirus: see tähendab, et õhuvoolu ebaühtlust kontrollitakse ±20% täpsusega.
Vähem surnud tsooni õhuvarustuspinnal: lisaks ULPA-raami tasapinna vähendamisele tuleks kasutusele võtta modulaarne FFU, et lihtsustada redundantset raami.
Vertikaalse ühesuunalise õhuvoolu tagamiseks on väga oluline ka filtri rõhulangu valik, mis nõuab, et rõhulang filtris ei saaks kõrvale kalduda.
(2). FFU-süsteemi ja aksiaalvooluventilaatorisüsteemi võrdlus
FFU on õhuvarustusseade, millel on ventilaator ja filter (ULPA). Pärast seda, kui FFU tsentrifugaalventilaator on õhu sisse imenud, muundatakse dünaamiline rõhk õhukanalis staatiliseks rõhuks ja ULPA puhub selle ühtlaselt välja. Õhuvarustusrõhk laes on negatiivne rõhk, nii et filtri vahetamisel ei leki tolmu puhasruumi. Katsed on näidanud, et FFU süsteem on õhu väljalaske ühtluse, õhuvoolu paralleelsuse ja ventilatsiooni efektiivsuse indeksi poolest parem kui aksiaalvooluventilaatori süsteem. See on tingitud FFU süsteemi paremast õhuvoolu paralleelsusest. FFU süsteemi kasutamine võib muuta õhuvoolu puhasruumis paremini organiseerituks.
(3). FFU enda struktuuri mõju
FFU koosneb peamiselt ventilaatoritest, filtritest, õhuvoolu suunajatest ja muudest komponentidest. Ülikõrge efektiivsusega filter ULPA on kõige olulisem tagatis, kas puhasruum suudab saavutada konstruktsioonile vastava puhtuse. Filtri materjal mõjutab ka vooluvälja ühtlust. Kui filtri väljalaskeavale lisatakse jämedateraline filtrimaterjal või laminaarne vooluplaat, saab väljalaskevooluvälja hõlpsasti ühtlaseks muuta.
2. Erinevate kiirusliideste mõju puhtusele
Samas puhasruumis vertikaalse ühesuunalise õhuvoolu töö- ja mittetööpiirkonna vahel tekib ULPA väljalaskeava õhukiiruse erinevuse tõttu liidesel segatud keeriseefekt ning see liidesepind muutub turbulentseks õhuvoolu tsooniks, millel on eriti kõrge õhuturbulentsuse intensiivsus. Osakesed võivad kanduda seadme pinnale ning saastata seadet ja plaate.
3. Personali ja seadmete mõju
Kui puhasruum on tühi, vastavad õhuvoolu omadused ruumis üldiselt projekteerimisnõuetele. Kui seadmed sisenevad puhasruumi, personal liigub ja tooteid edastatakse, tekivad õhuvoolu korralduses paratamatult takistused. Näiteks seadmete väljaulatuvates nurkades või servades suunatakse gaas turbulentsesse tsooni ja tsoonis olev vedelik ei kandu gaasiga kergesti minema, põhjustades reostust. Samal ajal kuumeneb seadme pind pideva töötamise tõttu ja temperatuurigradient põhjustab masina lähedal tagasivoolutsooni, mis suurendab osakeste kogunemist tagasivoolutsooni. Samal ajal põhjustab kõrge temperatuur osakeste kerget väljapääsu. See kahekordne efekt raskendab vertikaalse laminaarse puhtuse kontrollimist. Puhasruumis operaatoritelt eralduv tolm kleepub nendes tagasivoolutsoonides väga kergesti vahvlitele.
4. Tagastusõhu põranda mõju
Kui põrandat läbiva tagasivooluõhu takistus on erinev, tekib rõhuerinevus, mistõttu õhk voolab väiksema takistuse suunas ja ühtlast õhuvoolu ei saavutata. Praegu populaarne projekteerimismeetod on kõrgendatud põrandate kasutamine. Kui kõrgendatud põrandate avanemise määr on 10%, saab õhuvoolu kiirust ruumi töökõrguses ühtlaselt jaotada. Lisaks tuleks põranda saasteallika vähendamiseks pöörata suurt tähelepanu puhastustöödele.
5. Induktsiooninähtus
Nn induktsiooninähtus viitab nähtusele, kus õhuvool tekib ühtlase voolu vastassuunas ja ruumis tekkiv tolm või sellega külgnevas saastunud alal olev tolm indutseeritakse tuulepoolsele küljele, nii et tolm võib kiipi saastata. Järgnevalt on toodud võimalikud induktsiooninähtused:
(1). Pimeplaat
Puhasruumis, kus on vertikaalne ühesuunaline vool, on seinal olevate vuukide tõttu üldiselt suured pimeplaadid, mis tekitavad kohalikus tagasivoolus turbulentsi.
(2). Lambid
Puhasruumi valgustusseadmetel on suurem mõju. Kuna luminofoorlampide kuumus põhjustab õhuvoolu tõusu, ei teki luminofoorlampide alla turbulentset ala. Üldiselt on puhasruumi lambid pisarakujulised, et vähendada lampide mõju õhuvoolu korraldusele.
(3.) Seintevahelised vahed
Kui erineva puhtusastmega vaheseinte või vaheseinte ja lagede vahel on tühimikke, võib tolm madala puhtusastmega alalt kanduda kõrvalasuvasse kõrge puhtusastmega alale.
(4). Masina ja põranda või seina vaheline kaugus
Kui masina ja põranda või seina vaheline vahe on väga väike, põhjustab see tagasilöögi turbulentsi. Seetõttu jätke seadme ja seina vahele vahe ning tõstke masinat, et see ei puutuks otse maapinnaga kokku.
Postituse aeg: 05.02.2025