A chipgyártó iparban a chiphozam szorosan összefügg a chipre lerakódott levegőrészecskék méretével és számával. A jó légáramlás-szervezés elvezetheti a porforrásokból származó részecskéket a tisztatérből, és biztosíthatja a tisztatér tisztaságát. Vagyis a tisztatér légáramlás-szervezése létfontosságú szerepet játszik a chipgyártás hozamában. A tisztatér légáramlás-szervezésének megtervezésekor elérendő célok a következők: az örvényáramok csökkentése vagy kiküszöbölése az áramlási térben a káros részecskék visszamaradásának elkerülése érdekében; a megfelelő pozitív nyomásgradiens fenntartása a keresztszennyeződés megelőzése érdekében.
A tisztatér-elv szerint a részecskékre ható erők közé tartozik a tömegerő, a molekuláris erő, a részecskék közötti vonzás, a légáramlási erő stb.
Légáramlási erő: a befújt és visszatérő légáramlás, a termikus konvekciós légáramlás, a mesterséges keverés és más, bizonyos áramlási sebességgel rendelkező légáramlások által okozott légáramlás erejére utal, amelyek a részecskék szállítását szolgálják. A tiszta helyiségek környezettechnológiai szabályozásában a légáramlási erő a legfontosabb tényező.
Kísérletek kimutatták, hogy a légáramlás mozgása során a részecskék szinte pontosan azonos sebességgel követik a légáramlást. A levegőben lévő részecskék állapotát a légáramlás eloszlása határozza meg. A légáramlás fő hatásai a beltéri részecskékre a következők: a befújt levegő légárama (beleértve az elsődleges és a másodlagos légáramot), a járás által okozott légáramlás és termikus konvekciós légáram, valamint a légáramlás hatása a folyamatok és az ipari berendezések által okozott részecskékre. A tisztaterekben a különböző levegőellátási módszerek, a sebességinterfészek, a kezelők és az ipari berendezések, az indukált jelenségek stb. mind olyan tényezők, amelyek befolyásolják a tisztasági szintet.
1. A levegőellátási módszer hatása
(1) Levegőellátási sebesség
Az egyenletes légáramlás biztosítása érdekében az egyirányú áramlású tisztatérben a levegőbeáramlás sebességének egyenletesnek kell lennie; a levegőbeáramlási felületen a holt zónának kicsinek kell lennie; és a HEPA-szűrőn belüli nyomásesésnek is egyenletesnek kell lennie.
A levegőbefúvás sebessége egyenletes: azaz a légáramlás egyenetlensége ±20%-on belül szabályozható.
Kevesebb holttér van a levegőellátási felületen: nemcsak a hepa keret sík területét kell csökkenteni, hanem ami még fontosabb, moduláris FFU-t kell használni a redundáns keret egyszerűsítése érdekében.
Annak érdekében, hogy a légáramlás függőleges és egyirányú legyen, a szűrő nyomásesésének megválasztása is nagyon fontos, és szükséges, hogy a szűrőn belüli nyomásveszteség ne legyen elfogult.
(2) Az FFU rendszer és az axiális áramlású ventilátorrendszer összehasonlítása
Az FFU egy ventilátorral és HEPA szűrővel ellátott levegőellátó egység. A levegőt az FFU centrifugális ventilátora szívja be, és a dinamikus nyomást statikus nyomássá alakítja a légcsatornában. A HEPA szűrő egyenletesen fújja ki. A mennyezeten lévő levegőellátási nyomás negatív nyomás. Így a szűrő cseréjekor nem szivárog por a tisztatérbe. Kísérletek kimutatták, hogy az FFU rendszer a levegőkimenet egyenletessége, a légáramlás párhuzamossága és a szellőztetési hatékonysági index tekintetében jobb, mint az axiális áramlású ventilátoros rendszer. Ez azért van, mert az FFU rendszer légáramlási párhuzamossága jobb. Az FFU rendszer használata javíthatja a légáramlás szerveződését a tisztatérben.
(3) Az FFU saját struktúrájának hatása
Az FFU főként ventilátorokból, szűrőkből, légáramlás-terelőkből és egyéb alkatrészekből áll. A HEPA szűrő a legfontosabb garancia arra, hogy a tisztatér elérje a tervezés által megkövetelt tisztaságot. A szűrő anyaga is befolyásolja az áramlási mező egyenletességét. Ha durva szűrőanyagot vagy áramlási lapot adnak a szűrő kimenetéhez, a kimeneti áramlási mező könnyen egyenletessé tehető.
2. A sebesség és a tisztaság közötti interfész hatása
Ugyanabban a tiszta helyiségben, a munkaterület és a nem munkaterület között, függőleges, egyirányú áramlással, a hepa-doboznál a levegő sebességkülönbsége miatt vegyes örvényhatás lép fel a határfelületen, és ez a határfelület turbulens légáramlási zónává válik. A levegő turbulenciájának intenzitása különösen erős, és a részecskék átjuthatnak a berendezés gépének felületére, és szennyezhetik a berendezést és a lapkákat.
3. A személyzetre és a felszerelésre gyakorolt hatás
Amikor a tisztatér üres, a légáramlás jellemzői általában megfelelnek a tervezési követelményeknek. Amint a berendezések belépnek a tisztatérbe, emberek mozognak, és termékeket szállítanak, elkerülhetetlenül akadályok merülnek fel a légáramlás szerveződésében, például a berendezésből kiálló éles pontok. A sarkoknál vagy éleknél a gáz eltérül, turbulens áramlási területet képezve, és a területen lévő folyadékot nem tudja könnyen elszállítani a beáramló gáz, így szennyezést okozva.
Ugyanakkor a mechanikus berendezések felülete a folyamatos működés miatt felmelegszik, és a hőmérsékleti gradiens reflow területet hoz létre a gép közelében, ami növeli a részecskék felhalmozódását a reflow területen. Ugyanakkor a magas hőmérséklet könnyen a részecskék kiszabadulását okozhatja. A kettős hatás fokozza az általános függőleges réteget. Az áramlás tisztaságának szabályozása nehézkes. A tiszta helyiségben dolgozó kezelőktől származó por könnyen megtapadhat a lapkákon ezeken a reflow területeken.
4. A visszatérő levegő padlójának hatása
Amikor a padlón áthaladó visszatérő levegő ellenállása eltérő, nyomáskülönbség lép fel, ami miatt a levegő kis ellenállás irányába áramlik, és nem érhető el egyenletes légáramlás. A jelenlegi népszerű tervezési módszer az emelt padló használata. Amikor az emelt padló nyitási aránya 10%, a légáramlási sebesség egyenletesen oszlik el a beltéri munkamagasságban. Ezenkívül szigorú figyelmet kell fordítani a tisztítási munkákra, hogy csökkentsük a padló szennyező forrását.
5. Indukciós jelenség
Az úgynevezett indukciós jelenség arra a jelenségre utal, amikor az egyenletes áramlással ellentétes irányú légáramlás keletkezik, ami a helyiségben vagy a szomszédos szennyezett területeken keletkező port a szél felőli oldalra juttatja, ezáltal a por beszennyezi a lapkát. A lehetséges indukált jelenségek a következők:
(1) Vaklemez
Egy függőleges, egyirányú áramlású tisztaszobában a falon lévő illesztések miatt általában nagyméretű vakpanelek vannak, amelyek turbulens áramlást és lokális visszaáramlást hoznak létre.
(2) Lámpák
A tisztatéri világítótesteknek nagyobb hatásuk lesz. Mivel a fénycső hője felfelé mozgatja a légáramlást, a fénycső nem válik turbulenssé. A tisztatéri lámpákat általában könnycsepp alakúra tervezik, hogy csökkentsék a lámpák légáramlás szerveződésére gyakorolt hatását.
(3) Falak közötti rések
Amikor rések vannak a különböző tisztasági követelményeket támasztó válaszfalak vagy mennyezetek között, az alacsonyabb tisztasági követelményeket támasztó területekről a por átkerülhet a szomszédos, magas tisztasági követelményeket támasztó területekre.
(4) A gépészeti berendezések és a padló vagy a fal közötti távolság
Ha a gépészeti berendezés és a padló vagy a fal közötti rés kicsi, akkor visszapattanó turbulencia keletkezik. Ezért hagyjon rést a berendezés és a fal között, és emelje meg a gép platformját, hogy elkerülje a talajjal való közvetlen érintkezést.
Közzététel ideje: 2023. november 2.