Wydajność produkcji chipów w przemyśle chipowym jest ściśle związana z rozmiarem i liczbą cząstek powietrza osadzających się na chipie. Dobra organizacja przepływu powietrza pozwala na odprowadzanie cząstek pyłu z pomieszczenia czystego i zapewnienie jego czystości. Oznacza to, że organizacja przepływu powietrza w pomieszczeniu czystym odgrywa kluczową rolę w wydajności produkcji chipów. Cele, które należy osiągnąć projektując organizację przepływu powietrza w pomieszczeniu czystym, to: redukcja lub eliminacja prądów wirowych w polu przepływu, aby uniknąć zatrzymywania szkodliwych cząstek; utrzymanie odpowiedniego dodatniego gradientu ciśnienia, aby zapobiec zanieczyszczeniu krzyżowemu.
Zgodnie z zasadą czystego pomieszczenia, siły działające na cząsteczki obejmują siłę masy, siłę cząsteczkową, przyciąganie między cząsteczkami, siłę przepływu powietrza itp.
Siła przepływu powietrza: odnosi się do siły przepływu powietrza wywołanej przez przepływ powietrza nawiewanego i wywiewanego, przepływ powietrza konwekcyjnego, sztuczne mieszanie i inne przepływy powietrza o określonej prędkości przepływu, które przenoszą cząstki. W przypadku technologii kontroli środowiska w pomieszczeniach czystych, siła przepływu powietrza jest najważniejszym czynnikiem.
Eksperymenty wykazały, że w ruchu powietrza cząstki podążają za nim z niemal identyczną prędkością. Stan cząstek w powietrzu zależy od rozkładu przepływu powietrza. Główne skutki przepływu powietrza na cząstki w pomieszczeniach obejmują: przepływ powietrza nawiewanego (w tym przepływ pierwotny i wtórny), przepływ powietrza i przepływ powietrza konwekcyjnego spowodowany chodzeniem ludzi oraz wpływ przepływu powietrza na cząstki generowane przez procesy i urządzenia przemysłowe. Różne metody dostarczania powietrza, interfejsy prędkości, operatorzy i urządzenia przemysłowe, zjawiska indukowane itp. w pomieszczeniach czystych to czynniki wpływające na poziom czystości.
1. Wpływ sposobu dostarczania powietrza
(1) Prędkość dopływu powietrza
Aby zapewnić równomierny przepływ powietrza, prędkość dostarczanego powietrza w pomieszczeniu czystym o przepływie jednokierunkowym musi być jednolita, martwa strefa na powierzchni nawiewanego powietrza musi być mała, a spadek ciśnienia w filtrze HEPA również musi być jednolity.
Prędkość dostarczanego powietrza jest jednostajna: nierównomierność przepływu powietrza jest kontrolowana w zakresie ±20%.
Mniej martwej przestrzeni na powierzchni doprowadzającej powietrze: nie tylko należy zmniejszyć powierzchnię ramy filtra HEPA, ale co ważniejsze, należy zastosować modułowe FFU w celu uproszczenia redundantnej ramy.
Aby zapewnić pionowy i jednokierunkowy przepływ powietrza, bardzo ważny jest także dobór spadku ciśnienia na filtrze. Wymagane jest, aby nie można było wpływać na spadek ciśnienia w filtrze.
(2) Porównanie systemu FFU i systemu wentylatorów osiowych
FFU to jednostka nawiewna z wentylatorem i filtrem HEPA. Powietrze jest zasysane przez wentylator odśrodkowy FFU i przekształca ciśnienie dynamiczne w statyczne w kanale wentylacyjnym. Następnie jest ono równomiernie wydmuchiwane przez filtr HEPA. Ciśnienie powietrza nawiewanego na suficie jest podciśnieniem. Dzięki temu podczas wymiany filtra do pomieszczenia czystego nie przedostanie się kurz. Doświadczenia wykazały, że system FFU przewyższa system wentylatorów osiowych pod względem równomierności wylotu powietrza, równoległości przepływu powietrza i wskaźnika efektywności wentylacji. Wynika to z lepszej równoległości przepływu powietrza w systemie FFU. Zastosowanie systemu FFU może poprawić organizację przepływu powietrza w pomieszczeniu czystym.
(3) Wpływ własnej struktury FFU
FFU składa się głównie z wentylatorów, filtrów, kanałów przepływu powietrza i innych komponentów. Filtr HEPA jest najważniejszą gwarancją czystości pomieszczenia czystego, wymaganą przez projekt. Materiał filtra wpływa również na jednorodność pola przepływu. Po dodaniu szorstkiego materiału filtracyjnego lub płyty przepływowej do wylotu filtra, można łatwo ujednolicić pole przepływu na wylocie.
2. Wpływ interfejsu prędkości na różną czystość
W tym samym pomieszczeniu czystym, pomiędzy obszarem roboczym a obszarem nieroboczym, z pionowym, jednokierunkowym przepływem, ze względu na różnicę prędkości powietrza w komorze HEPA, na styku powierzchni wystąpi efekt wiru mieszanego, a styk ten stanie się strefą turbulentnego przepływu powietrza. Intensywność turbulencji powietrza jest szczególnie duża, a cząsteczki mogą być przenoszone na powierzchnię urządzenia i zanieczyszczać urządzenia oraz płytki.
3. Wpływ na personel i sprzęt
Gdy pomieszczenie czyste jest puste, charakterystyka przepływu powietrza w pomieszczeniu zazwyczaj spełnia wymagania projektowe. Gdy urządzenia wchodzą do pomieszczenia czystego, ludzie się poruszają, a produkty są transportowane, nieuchronnie pojawiają się przeszkody w organizacji przepływu powietrza, takie jak ostre punkty wystające z maszyny. W narożnikach lub na krawędziach gaz będzie się rozpraszał, tworząc obszar przepływu turbulentnego, a płyn w tym obszarze nie będzie łatwo odprowadzany przez napływający gaz, co spowoduje zanieczyszczenie.
Jednocześnie powierzchnia urządzeń mechanicznych będzie się nagrzewać z powodu ciągłej pracy, a gradient temperatury spowoduje powstanie strefy reflow w pobliżu maszyny, co zwiększy gromadzenie się cząstek w tej strefie. Jednocześnie wysoka temperatura będzie sprzyjać ucieczce cząstek. Ten podwójny efekt wzmacnia ogólną warstwę pionową. Trudności z kontrolą czystości strumienia. Kurz pochodzący od operatorów pracujących w pomieszczeniu czystym może łatwo osadzać się na płytkach w tych strefach reflow.
4. Wpływ podłogi powietrza powrotnego
Gdy opór powietrza powrotnego przepływającego przez podłogę jest różny, powstaje różnica ciśnień, która powoduje przepływ powietrza w kierunku małego oporu, a równomierny przepływ powietrza nie jest możliwy. Obecnie popularną metodą projektowania jest zastosowanie podłogi podwyższonej. Gdy współczynnik otwarcia podłogi podwyższonej wynosi 10%, prędkość przepływu powietrza może być równomiernie rozłożona na wysokości roboczej w pomieszczeniu. Ponadto należy zwrócić szczególną uwagę na prace czyszczące, aby ograniczyć źródło zanieczyszczeń na podłodze.
5. Zjawisko indukcji
Tak zwane zjawisko indukcji odnosi się do zjawiska generowania przepływu powietrza w kierunku przeciwnym do przepływu jednostajnego, indukując kurz powstający w pomieszczeniu lub pył w sąsiednich, zanieczyszczonych obszarach po stronie nawietrznej, powodując w ten sposób zanieczyszczenie płytki przez pył. Możliwe zjawiska indukcji obejmują:
(1) Płytka zaślepiająca
W pomieszczeniu czystym z pionowym przepływem jednokierunkowym, ze względu na złącza na ścianach, występują zwykle duże, ślepe panele, które powodują przepływ turbulentny i lokalny przepływ wsteczny.
(2) Lampy
Oświetlenie w pomieszczeniu czystym będzie miało większy wpływ. Ponieważ ciepło świetlówki powoduje unoszenie się strumienia powietrza, świetlówka nie będzie tworzyć turbulencji. Zazwyczaj lampy w pomieszczeniu czystym mają kształt łezki, aby zmniejszyć ich wpływ na organizację przepływu powietrza.
(3) Szczeliny między ścianami
Jeżeli pomiędzy ściankami działowymi lub sufitami o różnych wymaganiach dotyczących czystości występują szczeliny, kurz z obszarów o niskich wymaganiach dotyczących czystości może przedostawać się do sąsiednich obszarów o wysokich wymaganiach dotyczących czystości.
(4) Odległość między urządzeniem mechanicznym a podłogą lub ścianą
Jeśli odstęp między urządzeniem mechanicznym a podłogą lub ścianą jest niewielki, wystąpią turbulencje odbicia. Dlatego należy pozostawić odstęp między urządzeniem a ścianą i podnieść platformę maszyny, aby uniknąć bezpośredniego kontaktu z podłożem.
Czas publikacji: 02-11-2023