Kiibitootmises on kiibi saagikus tihedalt seotud kiibile sadestunud õhuosakeste suuruse ja arvuga. Hea õhuvoolu korraldus aitab tolmuallikatest tekkivad osakesed puhasruumist eemale juhtida ja tagada puhasruumi puhtuse. See tähendab, et õhuvoolu korraldusel puhasruumis on oluline roll kiibi tootmise saagikuses. Puhasruumi õhuvoolu korralduse kavandamise eesmärgid on järgmised: vähendada või kõrvaldada pöörisvoolud vooluväljas, et vältida kahjulike osakeste kinnipidamist; säilitada sobiv positiivne rõhugradient ristsaastumise vältimiseks.
Puhasruumi printsiibi kohaselt hõlmavad osakestele mõjuvad jõud massijõudu, molekulaarjõudu, osakestevahelist tõmbejõudu, õhuvoolu jõudu jne.
Õhuvoolu jõud: viitab õhuvoolu jõule, mis on põhjustatud sisse- ja väljavooluõhust, termilisest konvektsioonist, kunstlikust segamisest ja muudest õhuvooludest, millel on teatud voolukiirus osakeste transportimiseks. Puhasruumi keskkonnatehnoloogia juhtimiseks on õhuvoolu jõud kõige olulisem tegur.
Katsed on näidanud, et õhuvoolu liikumisel järgnevad osakesed õhuvoolule peaaegu täpselt sama kiirusega. Õhus olevate osakeste seisundi määrab õhuvoolu jaotus. Õhuvoolu peamised mõjud siseruumide osakestele hõlmavad järgmist: õhu sissevoolu õhuvool (sealhulgas primaarne ja sekundaarne õhuvool), inimeste kõndimisest tingitud õhuvool ja termiline konvektsiooniõhuvool ning õhuvoolu mõju osakestele, mis on põhjustatud protsesside ja tööstusseadmete poolt. Erinevad õhuvarustusmeetodid, kiiruse liidesed, operaatorid ja tööstusseadmed, indutseeritud nähtused jne puhasruumides on kõik tegurid, mis mõjutavad puhtustaset.
1. Õhuvarustusmeetodi mõju
(1) Õhuvarustuse kiirus
Ühtlase õhuvoolu tagamiseks peab ühesuunalise vooluga puhasruumis õhu juurdevoolu kiirus olema ühtlane; õhu juurdevoolupinna surnud tsoon peab olema väike; ja rõhulang HEPA-filtris peab samuti olema ühtlane.
Õhu juurdevoolu kiirus on ühtlane: see tähendab, et õhuvoolu ebaühtlust kontrollitakse ±20% piires.
Õhuvarustuspinnal on vähem surnud ruumi: lisaks HEPA-raami tasapinna vähendamisele tuleks veelgi olulisemal moel kasutada modulaarset FFU-d, et lihtsustada koondatud raami.
Selleks, et õhuvool oleks vertikaalne ja ühesuunaline, on filtri rõhulanguse valik samuti väga oluline ning on nõutav, et rõhulang filtris ei oleks kallutatud.
(2) FFU-süsteemi ja aksiaalvooluventilaatorisüsteemi võrdlus
FFU on õhuvarustusseade, millel on ventilaator ja HEPA-filter. Õhku imeb sisse FFU tsentrifugaalventilaator ja see muudab dünaamilise rõhu õhukanalis staatiliseks rõhuks. HEPA-filter puhub selle ühtlaselt välja. Õhuvarustusrõhk laes on negatiivne rõhk. Nii ei leki tolmu puhasruumi filtri vahetamisel. Katsed on näidanud, et FFU-süsteem on õhu väljalaskeava ühtluse, õhuvoolu paralleelsuse ja ventilatsiooni efektiivsuse indeksi poolest parem kui aksiaalvooluventilaatorisüsteem. See on tingitud FFU-süsteemi paremast õhuvoolu paralleelsusest. FFU-süsteemi kasutamine võib parandada õhuvoolu korraldust puhasruumis.
(3) FFU enda struktuuri mõju
FFU koosneb peamiselt ventilaatoritest, filtritest, õhuvoolu suunajatest ja muudest komponentidest. HEPA-filter on kõige olulisem tagatis puhta ruumi jaoks, et saavutada konstruktsiooni poolt ette nähtud puhtus. Filtri materjal mõjutab ka vooluvälja ühtlust. Kui filtri väljalaskeavale lisatakse kare filtrimaterjal või vooluplaat, saab väljalaskevooluvälja hõlpsalt ühtlaseks muuta.
2. Kiiruse ja liidese mõju erineva puhtusega
Samas puhtas ruumis, tööala ja mittetööala vahel, kus on vertikaalne ühesuunaline õhuvool, tekib hepa-kasti õhukiiruse erinevuse tõttu liidesel segatud keerise efekt ja see liidese muutub turbulentseks õhuvoolu tsooniks. Õhu turbulentsi intensiivsus on eriti tugev ja osakesed võivad kanduda seadme masina pinnale ning saastata seadmeid ja plaate.
3. Mõju töötajatele ja seadmetele
Kui puhasruum on tühi, vastavad õhuvoolu omadused ruumis üldiselt projekteerimisnõuetele. Kui seadmed sisenevad puhasruumi, inimesed liiguvad ja tooteid transporditakse, tekivad õhuvoolu korralduses paratamatult takistused, näiteks seadmest väljaulatuvad teravad otsad. Nurkades või servades kaldub gaas kõrvale, moodustades turbulentse vooluala, ja sissetulev gaas ei kanna selles piirkonnas olevat vedelikku kergesti minema, põhjustades reostust.
Samal ajal kuumeneb mehaanilise seadme pind pideva töötamise tõttu ja temperatuurigradient tekitab masina lähedal tagasivooluala, mis suurendab osakeste kogunemist tagasivoolualal. Samal ajal põhjustab kõrge temperatuur osakeste kerget väljapääsu. Kahekordne efekt intensiivistab üldist vertikaalset kihti. Voolu puhtuse kontrollimine on keeruline. Puhasruumis operaatoritelt eralduv tolm võib kergesti nendes tagasivoolualades vahvlitele kleepuda.
4. Tagastusõhu põranda mõju
Kui põrandat läbiva tagasivooluõhu takistus on erinev, tekib rõhuerinevus, mis põhjustab õhuvoolu väikese takistuse suunas ja ühtlast õhuvoolu ei saavutata. Praegu populaarne projekteerimismeetod on kõrgendatud põranda kasutamine. Kui kõrgendatud põranda avanemise suhe on 10%, saab õhuvoolu kiirust siseruumides töötamise kõrgusel ühtlaselt jaotada. Lisaks tuleks pöörata ranget tähelepanu puhastustöödele, et vähendada põranda saasteallikat.
5. Induktsiooninähtus
Nn induktsiooninähtus viitab nähtusele, kus õhuvool tekib ühtlasele voolule vastupidises suunas, mis kutsub ruumis või külgnevates saastunud piirkondades tekkiva tolmu esile tuulepoolses suunas, põhjustades seeläbi kiibi saastumise. Võimalike indutseeritud nähtuste hulka kuuluvad järgmised:
(1) Pimeplaat
Puhasruumis, kus on vertikaalne ühesuunaline vool, on seinal olevate vuukide tõttu tavaliselt suured pimepaneelid, mis tekitavad turbulentset voolu ja lokaalset tagasivoolu.
(2) Lambid
Puhasruumi valgustusseadmetel on suurem mõju. Kuna luminofoorlambi kuumus põhjustab õhuvoolu tõusu, ei muutu luminofoorlamp turbulentseks alaks. Üldiselt on puhasruumi lambid pisarakujulised, et vähendada lampide mõju õhuvoolu korraldusele.
(3) Seintevahelised vahed
Kui erinevate puhtusnõuetega vaheseinte või lagede vahel on tühimikke, võib tolm madalate puhtusnõuetega aladelt kanduda külgnevatesse kõrgete puhtusnõuetega aladele.
(4) Mehaanilise seadme ja põranda või seina vaheline kaugus
Kui mehaanilise seadme ja põranda või seina vaheline vahe on väike, tekib tagasilöögi turbulents. Seetõttu jätke seadme ja seina vahele vahe ning tõstke masina platvorm üles, et vältida otsest kokkupuudet maapinnaga.
Postituse aeg: 02.11.2023