Wydajność wiórów w przemyśle produkującym chipy jest ściśle powiązana z rozmiarem i liczbą cząstek powietrza osadzonych na chipie. Dobra organizacja przepływu powietrza może usunąć cząstki powstałe ze źródeł pyłu z pomieszczenia czystego i zapewnić jego czystość. Oznacza to, że organizacja przepływu powietrza w pomieszczeniu czystym odgrywa kluczową rolę w wydajności produkcji wiórów. Cele, jakie należy osiągnąć przy projektowaniu organizacji przepływu powietrza w pomieszczeniach czystych, to: zmniejszenie lub wyeliminowanie prądów wirowych w polu przepływu, aby uniknąć zatrzymywania szkodliwych cząstek; w celu utrzymania odpowiedniego gradientu nadciśnienia, aby zapobiec zanieczyszczeniu krzyżowemu.
Zgodnie z zasadą pomieszczenia czystego siły działające na cząstki obejmują siłę masową, siłę molekularną, przyciąganie między cząsteczkami, siłę przepływu powietrza itp.
Siła przepływu powietrza: odnosi się do siły przepływu powietrza spowodowanej przepływem powietrza nawiewanego i powrotnego, przepływem powietrza w wyniku konwekcji termicznej, sztucznym mieszaniem i innymi przepływami powietrza o określonym natężeniu przepływu w celu przenoszenia cząstek. W przypadku kontroli technologii środowiskowych w pomieszczeniach czystych najważniejszym czynnikiem jest siła przepływu powietrza.
Eksperymenty wykazały, że w ruchu strumienia powietrza cząstki podążają za strumieniem powietrza z niemal dokładnie tą samą prędkością. Stan cząstek w powietrzu zależy od rozkładu przepływu powietrza. Główne skutki przepływu powietrza na cząstki znajdujące się w pomieszczeniach obejmują: przepływ powietrza nawiewanego (w tym przepływ powietrza pierwotny i wtórny), przepływ powietrza i przepływ powietrza w wyniku konwekcji cieplnej powodowany przez chodzenie ludzi oraz wpływ przepływu powietrza na cząstki spowodowane operacjami procesowymi i urządzeniami przemysłowymi. Różne metody dostarczania powietrza, prędkości interfejsów, operatorzy i urządzenia przemysłowe, zjawiska indukowane itp. w pomieszczeniach czystych to czynniki wpływające na poziom czystości.
1. Wpływ sposobu dopływu powietrza
(1) Prędkość nawiewu powietrza
Aby zapewnić równomierny przepływ powietrza, prędkość nawiewu powietrza w pomieszczeniu czystym z jednokierunkowym przepływem musi być jednakowa; martwa strefa na powierzchni nawiewu musi być mała; a spadek ciśnienia w filtrze Hepa musi być również równomierny.
Prędkość nawiewu jest jednolita, co oznacza, że nierównomierność przepływu powietrza jest kontrolowana w zakresie ±20%.
Na powierzchni nawiewu powietrza jest mniej martwej przestrzeni: nie tylko należy zmniejszyć płaską powierzchnię ramy hepa, ale co ważniejsze, należy zastosować modułowe FFU w celu uproszczenia redundantnej ramy.
Aby zapewnić pionowy i jednokierunkowy przepływ powietrza, bardzo ważny jest również dobór spadku ciśnienia na filtrze, przy czym wymagane jest, aby strata ciśnienia w filtrze nie była zaburzona.
(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 ciśnienie statyczne w kanale powietrznym. Jest wydmuchiwany równomiernie przez filtr hepa. Ciśnienie powietrza nawiewanego na sufit jest podciśnieniem. Dzięki temu podczas wymiany filtra kurz nie przedostanie się do czystego pomieszczenia. Eksperymenty wykazały, że system FFU ma przewagę nad systemem wentylatorów osiowych pod względem równomierności wylotu powietrza, równoległości przepływu powietrza i wskaźnika efektywności wentylacji. Dzieje się tak dlatego, że równoległość przepływu powietrza w systemie FFU jest lepsza. Zastosowanie systemu FFU może poprawić organizację przepływu powietrza w pomieszczeniu czystym.
(3) Wpływ własnej struktury FFU
FFU składa się głównie z wentylatorów, filtrów, prowadnic przepływu powietrza i innych komponentów. Filtr hepa jest najważniejszą gwarancją osiągnięcia przez pomieszczenie czyste wymaganej czystości zgodnie z projektem. Materiał filtra będzie miał również wpływ na równomierność pola przepływu. Kiedy do wylotu filtra zostanie dodany szorstki materiał filtracyjny lub płyta przepływowa, pole przepływu wylotowego można łatwo ujednolicić.
2. Wpływ interfejsu prędkości na różną czystość
W tym samym czystym pomieszczeniu, pomiędzy obszarem roboczym a obszarem niepracującym, z pionowym przepływem jednokierunkowym, ze względu na różnicę prędkości powietrza w skrzynce hepa, na styku wystąpi efekt mieszanego wiru, który stanie się turbulentny strefa przepływu powietrza. Intensywność turbulencji powietrza jest szczególnie duża, a cząsteczki mogą przedostawać się na powierzchnię maszyny i zanieczyszczać sprzęt oraz płytki.
3. Wpływ na personel i sprzęt
Gdy pomieszczenie czyste jest puste, charakterystyka przepływu powietrza w pomieszczeniu zasadniczo spełnia wymagania projektowe. Gdy sprzęt znajdzie się w pomieszczeniu czystym, ludzie się przemieszczają, a produkty są transportowane, nieuchronnie pojawiają się przeszkody w organizacji przepływu powietrza, takie jak ostre punkty wystające z maszyny. W rogach lub krawędziach gaz zmieni kierunek, tworząc obszar turbulentnego przepływu, a płyn w tym obszarze nie będzie łatwo odprowadzany przez napływający gaz, powodując w ten sposób zanieczyszczenie.
Jednocześnie powierzchnia sprzętu mechanicznego będzie nagrzewana w wyniku ciągłej pracy, a gradient temperatury spowoduje obszar rozpływu w pobliżu maszyny, co zwiększa gromadzenie się cząstek w obszarze rozpływu. Jednocześnie wysoka temperatura z łatwością spowoduje ucieczkę cząstek. Podwójny efekt intensyfikuje całą warstwę pionową. Trudność kontrolowania czystości strumienia. Kurz od operatorów znajdujących się w pomieszczeniu czystym może łatwo przylgnąć do płytek w tych obszarach przepływu.
4. Wpływ podłogi powietrza powrotnego
Gdy opór powietrza powrotnego przechodzącego przez podłogę będzie inny, wystąpi różnica ciśnień, co spowoduje przepływ powietrza w kierunku małego oporu i nie zostanie uzyskany równomierny przepływ powietrza. Obecnie popularną metodą projektowania jest zastosowanie podwyższonej podłogi. Gdy stopień otwarcia podwyższonej podłogi wynosi 10%, prędkość przepływu powietrza może być równomiernie rozłożona na wysokości roboczej w pomieszczeniu. Ponadto należy zwrócić szczególną uwagę na prace porządkowe, 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 równomiernego, indukowania pyłu powstającego w pomieszczeniu lub kurzu w przyległych zanieczyszczonych obszarach od strony nawietrznej, powodując w ten sposób zanieczyszczenie płytki przez pył. Możliwe zjawiska indukowane obejmują:
(1) Zaślepka
W czystym pomieszczeniu z pionowym przepływem jednokierunkowym, ze względu na złącza na ścianie, zazwyczaj znajdują się duże, zaślepione panele, które powodują przepływ turbulentny i lokalny przepływ zwrotny.
(2) Lampy
Oprawy oświetleniowe w pomieszczeniu czystym będą miały większy wpływ. Ponieważ ciepło świetlówki powoduje wzrost przepływu powietrza, świetlówka nie stanie się obszarem turbulentnym. Ogólnie rzecz biorąc, lampy w pomieszczeniach czystych są zaprojektowane w kształcie łzy, aby zmniejszyć wpływ lamp na organizację przepływu powietrza.
(3) Szczeliny pomiędzy ścianami
W przypadku szczelin pomiędzy ściankami działowymi lub stropami o różnych wymaganiach czystości, pył z obszarów o niskich wymaganiach czystości może przedostawać się do sąsiednich obszarów o wysokich wymaganiach czystości.
(4) Odległość pomiędzy urządzeniami mechanicznymi a podłogą lub ścianą
Jeśli szczelina pomiędzy urządzeniami mechanicznymi a podłogą lub ścianą jest niewielka, wystąpią turbulencje odbicia. Dlatego należy pozostawić szczelinę pomiędzy urządzeniem a ścianą i podnieść platformę maszyny, aby uniknąć bezpośredniego kontaktu z podłożem.
Czas publikacji: 02 listopada 2023 r