Stopa prinosa čipa u industriji proizvodnje integriranih krugova usko je povezana s veličinom i brojem čestica zraka taloženih na čipu. Dobra organizacija protoka zraka može odvesti čestice koje stvara izvor prašine dalje od čiste sobe kako bi se osigurala čistoća čiste sobe, odnosno organizacija protoka zraka u čistoj sobi igra vitalnu ulogu u stopi prinosa proizvodnje integriranih krugova. Dizajn organizacije protoka zraka u čistoj sobi mora postići sljedeće ciljeve: smanjiti ili ukloniti vrtložne struje u polju strujanja kako bi se izbjeglo zadržavanje štetnih čestica; održavati odgovarajući pozitivni gradijent tlaka kako bi se spriječila unakrsna kontaminacija.
Sila strujanja zraka
Prema principu čiste sobe, sile koje djeluju na čestice uključuju silu mase, molekularnu silu, privlačenje među česticama, silu strujanja zraka itd.
Sila protoka zraka: odnosi se na silu protoka zraka uzrokovanu dovodnim, povratnim protokom zraka, toplinskim konvekcijskim protokom zraka, umjetnim miješanjem i drugim protokom zraka s određenom brzinom protoka za nošenje čestica. Za tehničku kontrolu čistog prostora, sila protoka zraka je najvažniji faktor.
Eksperimenti su pokazali da se pri kretanju zračnog toka čestice kreću gotovo istom brzinom. Stanje čestica u zraku određeno je raspodjelom zračnog toka. Zračni tokovi koji utječu na čestice u zatvorenom prostoru uglavnom uključuju: dovodni zrak (uključujući primarni i sekundarni zrak), protok zraka i toplinsku konvekciju zraka uzrokovan hodanjem ljudi te protok zraka uzrokovan radom procesa i industrijskom opremom. Različite metode dovoda zraka, sučelja brzine, operateri i industrijska oprema te inducirani fenomeni u čistim sobama faktori su koji utječu na razinu čistoće.
Čimbenici koji utječu na organizaciju protoka zraka
1. Utjecaj metode dovoda zraka
(1). Brzina dovoda zraka
Kako bi se osigurao jednoličan protok zraka, brzina dovoda zraka mora biti jednolika u jednosmjernoj čistoj sobi; mrtva zona površine dovoda zraka mora biti mala; a pad tlaka u ULPA također mora biti jednolik.
Jednolika brzina dovoda zraka: to jest, neravnomjernost protoka zraka kontrolira se unutar ±20%.
Manje mrtve zone na površini dovoda zraka: ne samo da treba smanjiti ravnu površinu ULPA okvira, već, što je još važnije, treba usvojiti modularnu FFU kako bi se pojednostavio redundantni okvir.
Kako bi se osigurao vertikalni jednosmjerni protok zraka, vrlo je važan i odabir pada tlaka filtera, što zahtijeva da gubitak tlaka u filteru ne može odstupati.
(2). Usporedba između FFU sustava i sustava aksijalnog ventilatora
FFU je jedinica za dovod zraka s ventilatorom i filterom (ULPA). Nakon što centrifugalni ventilator FFU-a usisa zrak, dinamički tlak se u zračnom kanalu pretvara u statički tlak i ULPA ga ravnomjerno ispuhuje. Tlak dovoda zraka na stropu je negativan, tako da prašina neće procuriti u čistu prostoriju kada se filter zamijeni. Eksperimenti su pokazali da je FFU sustav superiorniji od aksijalnog sustava ventilatora u smislu ujednačenosti izlaza zraka, paralelnosti protoka zraka i indeksa učinkovitosti ventilacije. To je zato što je paralelnost protoka zraka FFU sustava bolja. Korištenje FFU sustava može bolje organizirati protok zraka u čistoj prostoriji.
(3). Utjecaj vlastite strukture FFU-a
FFU se uglavnom sastoji od ventilatora, filtera, uređaja za usmjeravanje protoka zraka i drugih komponenti. Ultra-visokoučinkoviti filter ULPA najvažnije je jamstvo hoće li čista soba postići potrebnu čistoću dizajna. Materijal filtera također će utjecati na ujednačenost polja protoka. Kada se na izlaz filtera doda materijal grubog filtera ili laminarna ploča protoka, polje izlaznog protoka može se lako ujednačiti.
2. Utjecaj čistoće na različitim brzinskim sučeljima
U istoj čistoj sobi, između radnog i neradnog područja vertikalnog jednosmjernog strujanja, zbog razlike u brzini zraka na izlazu ULPA, na granici će se stvoriti miješani vrtložni efekt, a ta granica će postati turbulentna zona strujanja zraka s posebno visokim intenzitetom turbulencije zraka. Čestice se mogu prenijeti na površinu opreme i kontaminirati opremu i pločice.
3. Utjecaj osoblja i opreme
Kada je čista soba prazna, karakteristike protoka zraka u prostoriji općenito zadovoljavaju projektne zahtjeve. Nakon što oprema uđe u čistu sobu, osoblje se kreće i proizvodi se prenose, neizbježno će se pojaviti prepreke u organizaciji protoka zraka. Na primjer, na izbočenim kutovima ili rubovima opreme, plin će se preusmjeriti i formirati turbulentnu zonu, a tekućina u zoni se ne odnosi lako plinom, što uzrokuje onečišćenje. Istovremeno, površina opreme će se zagrijati zbog kontinuiranog rada, a temperaturni gradijent će uzrokovati zonu reflowa u blizini stroja, što će povećati nakupljanje čestica u zoni reflowa. Istovremeno, visoka temperatura će lako uzrokovati izlazak čestica. Dvostruki učinak pogoršava poteškoću kontrole ukupne vertikalne laminarne čistoće. Prašina od operatera u čistoj sobi vrlo se lako lijepi za pločice u tim zonama reflowa.
4. Utjecaj povratnog zraka na pod
Kada je otpor povratnog zraka koji prolazi kroz pod različit, stvorit će se razlika u tlaku, tako da će zrak strujati u smjeru manjeg otpora i neće se postići ravnomjeran protok zraka. Trenutna popularna metoda projektiranja je korištenje povišenih podova. Kada je stopa otvaranja povišenih podova 10%, brzina protoka zraka u radnoj visini prostorije može se ravnomjerno rasporediti. Osim toga, treba obratiti strogu pozornost na čišćenje kako bi se smanjio izvor onečišćenja poda.
5. Fenomen indukcije
Takozvani indukcijski fenomen odnosi se na fenomen stvaranja protoka zraka u suprotnom smjeru od jednoličnog protoka, a prašina stvorena u prostoriji ili prašina u susjednom kontaminiranom području inducira se na stranu uz vjetar, tako da prašina može kontaminirati strugotinu. Slijede mogući indukcijski fenomeni:
(1). Slijepa ploča
U čistoj prostoriji s vertikalnim jednosmjernim strujanjem, zbog spojeva na zidu, općenito postoje velike slijepe ploče koje će stvarati turbulenciju u lokalnom povratnom strujanju.
(2). Svjetiljke
Rasvjetna tijela u čistoj sobi imat će veći utjecaj. Budući da toplina fluorescentnih svjetiljki uzrokuje porast protoka zraka, neće biti turbulentnog područja ispod fluorescentnih svjetiljki. Općenito, svjetiljke u čistoj sobi dizajnirane su u obliku suze kako bi se smanjio utjecaj svjetiljki na organizaciju protoka zraka.
(3.) Praznine između zidova
Kada postoje praznine između pregrada s različitim razinama čistoće ili između pregrada i stropova, prašina iz područja s niskim zahtjevima čistoće može se prenijeti u susjedno područje s visokim zahtjevima čistoće.
(4). Udaljenost između stroja i poda ili zida
Ako je razmak između stroja i poda ili zida vrlo mali, to će uzrokovati povratnu turbulenciju. Stoga ostavite razmak između opreme i zida i podignite stroj kako biste izbjegli da stroj izravno dodirne tlo.
Vrijeme objave: 05. veljače 2025.