Добивът на чипове в индустрията за производство на интегрални схеми е тясно свързан с размера и броя на въздушните частици, отложени върху чипа. Добрата организация на въздушния поток може да отведе частиците, генерирани от източника на прах, далеч от чистото помещение, за да се гарантира чистотата на чистото помещение, т.е. организацията на въздушния поток в чистото помещение играе жизненоважна роля в добива на интегрални схеми. Проектирането на организацията на въздушния поток в чистото помещение трябва да постигне следните цели: намаляване или елиминиране на вихровите токове в полето на потока, за да се избегне задържането на вредни частици; поддържане на подходящ положителен градиент на налягането, за да се предотврати кръстосано замърсяване.
Сила на въздушния поток
Според принципа на чистите помещения, силите, действащи върху частиците, включват масова сила, молекулярна сила, привличане между частиците, сила на въздушния поток и др.
Сила на въздушния поток: отнася се до силата на въздушния поток, причинена от подаване, връщане на въздушен поток, термична конвекция на въздушния поток, изкуствено разбъркване и други въздушни потоци с определен дебит, пренасящи частиците. За техническия контрол на чистата среда, силата на въздушния поток е най-важният фактор.
Експериментите показват, че при движение на въздушния поток, частиците следват движението му с почти еднаква скорост. Състоянието на частиците във въздуха се определя от разпределението на въздушния поток. Въздушните потоци, които влияят върху частиците в помещенията, включват главно: подаван въздушен поток (включително първичен и вторичен), въздушен поток и топлинна конвекция, причинени от ходещи хора, и въздушен поток, причинен от технологичния процес и промишленото оборудване. Различните методи за подаване на въздух, скоростните интерфейси, операторите и промишленото оборудване, както и индуцираните явления в чистите помещения са фактори, влияещи върху нивото на чистота.
Фактори, влияещи върху организацията на въздушния поток
1. Влиянието на метода на подаване на въздух
(1). Скорост на подаване на въздух
За да се осигури равномерен въздушен поток, скоростта на подаване на въздух трябва да бъде равномерна в еднопосочно чисто помещение; мъртвата зона на повърхността за подаване на въздух трябва да е малка; и падът на налягането в ULPA също трябва да бъде равномерен.
Равномерна скорост на подаване на въздух: тоест, неравномерността на въздушния поток се контролира в рамките на ±20%.
По-малко мъртва зона на повърхността за подаване на въздух: не само трябва да се намали площта на равнината на рамката ULPA, но по-важното е, че трябва да се използва модулна FFU, за да се опрости излишната рамка.
За да се осигури вертикален еднопосочен въздушен поток, изборът на пад на налягане на филтъра също е много важен, като се изисква падът на налягане във филтъра да не се отклонява.
(2). Сравнение между FFU система и система с аксиален вентилатор
FFU е устройство за подаване на въздух с вентилатор и филтър (ULPA). След като въздухът бъде засмукан от центробежния вентилатор на FFU, динамичното налягане се преобразува в статично налягане във въздуховода и се издухва равномерно от ULPA. Налягането на подавания въздух на тавана е отрицателно, така че няма да проникне прах в чистото помещение, когато филтърът бъде сменен. Експерименти показват, че системата FFU е по-добра от системата с аксиални вентилатори по отношение на равномерност на изпускания въздух, паралелизъм на въздушния поток и индекс на ефективност на вентилацията. Това е така, защото паралелизмът на въздушния поток на системата FFU е по-добър. Използването на системата FFU може да направи въздушния поток в чистото помещение по-добре организиран.
(3). Влиянието на собствената структура на FFU
FFU се състои главно от вентилатори, филтри, устройства за насочване на въздушния поток и други компоненти. Ултрависокоефективният филтър ULPA е най-важната гаранция за това дали чистото помещение може да постигне необходимата чистота на конструкцията. Материалът на филтъра също ще повлияе на равномерността на полето на потока. Когато към изхода на филтъра се добави груб филтърен материал или ламинарен поток, полето на изходния поток може лесно да се направи равномерно.
2. Влияние на чистотата на различните скоростни интерфейси
В същото чисто помещение, между работната зона и неработната зона на вертикален еднопосочен поток, поради разликата в скоростта на въздуха на изхода на ULPA, на границата на раздела ще се генерира смесен вихров ефект и тази граница ще се превърне в зона на турбулентен въздушен поток с особено висок интензитет на турбуленция. Частици могат да бъдат пренесени към повърхността на оборудването и да замърсят оборудването и пластините.
3. Въздействие на персонала и оборудването
Когато чистото помещение е празно, характеристиките на въздушния поток в него обикновено отговарят на проектните изисквания. След като оборудването влезе в чистото помещение, персоналът се движи и продуктите се пренасят, неизбежно ще има препятствия за организацията на въздушния поток. Например, в изпъкналите ъгли или ръбове на оборудването газът ще бъде отклонен, образувайки турбулентна зона, и флуидът в зоната не се отвежда лесно от газа, което води до замърсяване. В същото време повърхността на оборудването ще се нагрее поради непрекъснатата работа и температурният градиент ще предизвика зона на преливане близо до машината, което ще увеличи натрупването на частици в зоната на преливане. В същото време високата температура ще доведе до лесно излизане на частиците. Двойният ефект утежнява контрола на общата вертикална ламинарна чистота. Прахът от операторите в чистото помещение много лесно се залепва за пластините в тези зони на преливане.
4. Влияние на пода за рециркулация на въздуха
Когато съпротивлението на връщащия се въздух, преминаващ през пода, е различно, ще се генерира разлика в налягането, така че въздухът ще тече в посока на по-малко съпротивление и няма да се получи равномерен въздушен поток. Популярният метод за проектиране в момента е използването на повдигнати подове. Когато процентът на отваряне на повдигнатите подове е 10%, скоростта на въздушния поток в работната височина на помещението може да бъде равномерно разпределена. Освен това, трябва да се обърне стриктно внимание на почистването, за да се намали източникът на замърсяване на пода.
5. Индукционен феномен
Така нареченият индукционен феномен се отнася до явлението, при което се генерира въздушен поток в посока, обратна на равномерния поток, и прахът, генериран в помещението или прахът в съседната замърсена зона, се индуцира от страната на вятъра, така че прахът може да замърси чипа. Следните са възможните индукционни явления:
(1). Глуха плоча
В чисто помещение с вертикален еднопосочен поток, поради фугите на стената, обикновено има големи слепи пластини, които ще генерират турбуленция в локалния обратен поток.
(2). Лампи
Осветителните тела в чистите помещения ще имат по-голямо въздействие. Тъй като топлината от флуоресцентните лампи кара въздушния поток да се покачва, няма да има турбулентна зона под тях. Обикновено лампите в чистите помещения са проектирани във формата на сълза, за да се намали въздействието им върху организацията на въздушния поток.
(3.) Пролуки между стените
Когато има пролуки между прегради с различни нива на чистота или между прегради и тавани, прахът от зоната с ниски изисквания за чистота може да се пренесе в съседната зона с високи изисквания за чистота.
(4). Разстояние между машината и пода или стената
Ако разстоянието между машината и пода или стената е много малко, това ще предизвика отскок на турбуленция. Затова оставете разстояние между оборудването и стената и повдигнете машината, за да избегнете директното ѝ докосване на земята.
Време на публикуване: 05 февруари 2025 г.