Rata de randament a cipurilor în industria de fabricație a circuitelor integrate este strâns legată de dimensiunea și numărul de particule de aer depuse pe cip. O bună organizare a fluxului de aer poate îndepărta particulele generate de sursa de praf din camera curată pentru a asigura curățenia acesteia, adică organizarea fluxului de aer în camera curată joacă un rol vital în rata de randament a producției de circuite integrate. Proiectarea organizării fluxului de aer în camera curată trebuie să atingă următoarele obiective: reducerea sau eliminarea curenților turbionari în câmpul de curgere pentru a evita retenția particulelor dăunătoare; menținerea unui gradient de presiune pozitiv adecvat pentru a preveni contaminarea încrucișată.
Forța fluxului de aer
Conform principiului camerei curate, forțele care acționează asupra particulelor includ forța de masă, forța moleculară, atracția dintre particule, forța fluxului de aer etc.
Forța fluxului de aer: se referă la forța fluxului de aer cauzată de fluxul de aer de refulare, retur, convecție termică, agitare artificială și alte fluxuri de aer cu un anumit debit pentru transportul particulelor. Pentru controlul tehnic al mediului camerei curate, forța fluxului de aer este cel mai important factor.
Experimentele au arătat că, în mișcarea fluxului de aer, particulele urmează mișcarea fluxului de aer cu aproape aceeași viteză. Starea particulelor în aer este determinată de distribuția fluxului de aer. Fluxurile de aer care afectează particulele din interior includ în principal: fluxul de aer de alimentare cu aer (inclusiv fluxul de aer primar și fluxul de aer secundar), fluxul de aer și fluxul de aer prin convecție termică cauzat de mersul oamenilor și fluxul de aer cauzat de operațiunile de proces și echipamentele industriale. Diferitele metode de alimentare cu aer, interfețele de viteză, operatorii și echipamentele industriale, precum și fenomenele induse în camerele curate sunt factori care afectează nivelul de curățenie.
Factorii care afectează organizarea fluxului de aer
1. Influența metodei de alimentare cu aer
(1). Viteza de alimentare cu aer
Pentru a asigura un flux de aer uniform, viteza de alimentare cu aer trebuie să fie uniformă într-o cameră curată unidirecțională; zona inactivă a suprafeței de alimentare cu aer trebuie să fie mică; iar căderea de presiune în ULPA trebuie să fie, de asemenea, uniformă.
Viteză uniformă de alimentare cu aer: adică neuniformitatea fluxului de aer este controlată cu o limită de ±20%.
Mai puțină zonă inactivă pe suprafața de alimentare cu aer: nu numai că ar trebui redusă suprafața plană a cadrului ULPA, dar, mai important, ar trebui adoptată o FFU modulară pentru a simplifica cadrul redundant.
Pentru a asigura un flux de aer unidirecțional vertical, selecția căderii de presiune a filtrului este, de asemenea, foarte importantă, necesitând ca pierderea de presiune din filtru să nu poată abate.
(2). Comparație între sistemul FFU și sistemul cu ventilator axial
FFU este o unitate de alimentare cu aer cu ventilator și filtru (ULPA). După ce aerul este aspirat de ventilatorul centrifugal al FFU, presiunea dinamică este convertită în presiune statică în conducta de aer și suflată uniform de ULPA. Presiunea de alimentare cu aer la tavan este negativă, astfel încât praful nu va pătrunde în camera curată atunci când filtrul este înlocuit. Experimentele au arătat că sistemul FFU este superior sistemului cu ventilator axial în ceea ce privește uniformitatea ieșirii aerului, paralelismul fluxului de aer și indicele de eficiență a ventilației. Acest lucru se datorează faptului că paralelismul fluxului de aer al sistemului FFU este mai bun. Utilizarea sistemului FFU poate face ca fluxul de aer din camera curată să fie mai bine organizat.
(3). Influența structurii proprii a FFU
Unitatea de filtrare a aerului (FFU) este compusă în principal din ventilatoare, filtre, dispozitive de ghidare a fluxului de aer și alte componente. Filtrul ULPA de ultra-înaltă eficiență este cea mai importantă garanție pentru atingerea nivelului de curățenie necesar în camera curată. Materialul filtrului va afecta, de asemenea, uniformitatea câmpului de curgere. Atunci când la ieșirea filtrului se adaugă un material filtrant grosier sau o placă de curgere laminară, câmpul de curgere la ieșire poate fi ușor uniformizat.
2. Impactul diferitelor interfețe de viteză asupra curățeniei
În aceeași cameră curată, între zona de lucru și zona de nefuncționare a fluxului unidirecțional vertical, din cauza diferenței de viteză a aerului la ieșirea ULPA, se va genera un efect de vortex mixt la interfață, iar această interfață va deveni o zonă de flux de aer turbulent cu o intensitate deosebit de mare a turbulenței aerului. Particulele pot fi transmise la suprafața echipamentului și pot contamina echipamentul și napolitanele.
3. Impactul personalului și al echipamentelor
Când camera curată este goală, caracteristicile fluxului de aer din cameră îndeplinesc, în general, cerințele de proiectare. Odată ce echipamentul intră în camera curată, personalul se mișcă și produsele sunt transportate, vor exista inevitabil obstacole în calea organizării fluxului de aer. De exemplu, la colțurile sau marginile proeminente ale echipamentului, gazul va fi deviat pentru a forma o zonă turbulentă, iar fluidul din zonă nu este ușor transportat de gaz, provocând astfel poluare. În același timp, suprafața echipamentului se va încălzi din cauza funcționării continue, iar gradientul de temperatură va provoca o zonă de reflow în apropierea mașinii, ceea ce va crește acumularea de particule în zona de reflow. În același timp, temperatura ridicată va face ca particulele să scape cu ușurință. Acest efect dublu agravează dificultatea de a controla curățenia laminară verticală generală. Praful provenit de la operatorii din camera curată aderă foarte ușor la napolitane în aceste zone de reflow.
4. Influența podelei cu aer recirculat
Când rezistența aerului de retur care trece prin podea este diferită, se va genera o diferență de presiune, astfel încât aerul va curge în direcția cu o rezistență mai mică și nu se va obține un flux de aer uniform. Metoda de proiectare populară în prezent este utilizarea podelelor supraînălțate. Când rata de deschidere a podelelor supraînălțate este de 10%, viteza fluxului de aer la înălțimea de lucru a încăperii poate fi distribuită uniform. În plus, trebuie acordată o atenție deosebită lucrărilor de curățare pentru a reduce sursa de poluare a podelei.
5. Fenomenul de inducție
Așa-numitul fenomen de inducție se referă la fenomenul prin care se generează un flux de aer în direcția opusă fluxului uniform, iar praful generat în încăpere sau praful din zona contaminată adiacentă este indus în direcția opusă vântului, astfel încât praful poate contamina așchiile. Următoarele sunt posibilele fenomene de inducție:
(1). Placă oarbă
Într-o cameră curată cu flux unidirecțional vertical, din cauza rosturilor de pe perete, există în general plăci oarbe mari care vor genera turbulențe în fluxul de retur local.
(2). Lămpi
Corpurile de iluminat din camera curată vor avea un impact mai mare. Deoarece căldura lămpilor fluorescente determină creșterea fluxului de aer, nu va exista o zonă turbulentă sub lămpile fluorescente. În general, lămpile din camera curată sunt proiectate în formă de lacrimă pentru a reduce impactul lămpilor asupra organizării fluxului de aer.
(3.) Goluri între pereți
Când există goluri între pereți despărțitori cu niveluri diferite de curățenie sau între pereți despărțitori și tavane, praful din zona cu cerințe scăzute de curățenie poate fi transferat în zona adiacentă cu cerințe ridicate de curățenie.
(4). Distanța dintre mașină și podea sau perete
Dacă distanța dintre mașină și podea sau perete este foarte mică, va cauza turbulențe de recul. Prin urmare, lăsați un spațiu între echipament și perete și ridicați mașina pentru a evita atingerea directă a solului.
Data publicării: 05 februarie 2025