Randamentul așchiilor în industria de fabricație a cipurilor este strâns legat de dimensiunea și numărul de particule de aer depuse pe cip. O bună organizare a fluxului de aer poate îndepărta particulele generate din sursele de praf din camera curată și poate asigura curățenia acesteia. Adică, organizarea fluxului de aer în camera curată joacă un rol vital în randamentul producției de cipuri. Obiectivele care trebuie atinse în proiectarea organizării fluxului de aer din camera curată sunt: reducerea sau eliminarea curenților turbionari în câmpul de flux pentru a evita retenția particulelor dăunătoare; menținerea unui gradient de presiune pozitiv adecvat pentru a preveni contaminarea încrucișată.
Conform principiului camerei curate, forțele care acționează asupra particulelor includ forța de masă, forța moleculară, atracția dintre particule, forța de curgere a aerului etc.
Forța fluxului de aer: se referă la forța fluxului de aer cauzată de fluxul de aer de admisie și retur, fluxul de aer prin convecție termică, agitația artificială și alte fluxuri de aer cu un anumit debit pentru transportul particulelor. Pentru controlul tehnologiei de mediu în camerele curate, forța fluxului de aer este cel mai important factor.
Experimentele au arătat că, în mișcarea fluxului de aer, particulele urmează fluxul de aer cu aproape exact aceeași viteză. Starea particulelor în aer este determinată de distribuția fluxului de aer. Principalele efecte ale fluxului de aer asupra particulelor din interior includ: 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 impactul fluxului de aer asupra particulelor cauzat de operațiunile de proces și echipamentele industriale. Diferitele metode de alimentare cu aer, interfețele de viteză, operatorii și echipamentele industriale, fenomenele induse etc. în camerele sterile sunt toți factori care afectează nivelul de curățenie.
1. Influența metodei de alimentare cu aer
(1) Viteza de alimentare cu aer
Pentru a asigura un flux uniform de aer, viteza de alimentare cu aer în camera curată cu flux unidirecțional trebuie să fie uniformă; zona inactivă de pe suprafața de alimentare cu aer trebuie să fie mică; iar căderea de presiune din interiorul filtrului HEPA trebuie să fie, de asemenea, uniformă.
Viteza de alimentare cu aer este uniformă: adică neuniformitatea fluxului de aer este controlată în limita a ±20%.
Există mai puțin spațiu mort pe suprafața de alimentare cu aer: nu numai că ar trebui redusă suprafața plană a cadrului HEPA, dar, mai important, ar trebui utilizate FFU modulare pentru a simplifica cadrul redundant.
Pentru a asigura că fluxul de aer este vertical și unidirecțional, alegerea căderii de presiune a filtrului este, de asemenea, foarte importantă și este necesar ca pierderea de presiune din interiorul filtrului să nu poată fi influențată negativ.
(2) Comparație între sistemul FFU și sistemul cu ventilator axial
FFU este o unitate de alimentare cu aer cu ventilator și filtru HEPA. Aerul este aspirat de ventilatorul centrifugal al FFU și transformă presiunea dinamică în presiune statică în conducta de aer. Acesta este suflat uniform de filtrul HEPA. Presiunea de alimentare cu aer la tavan este de presiune negativă. În acest fel, praful nu va pătrunde în camera curată la înlocuirea filtrului. 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 îmbunătăți organizarea fluxului de aer în camera curată.
(3) Influența structurii proprii a FFU
Unitatea filtrantă FFU este compusă în principal din ventilatoare, filtre, ghidaje de flux de aer și alte componente. Filtrul HEPA este cea mai importantă garanție pentru ca o cameră curată să atingă nivelul de curățenie necesar conform designului. Materialul filtrului va afecta, de asemenea, uniformitatea câmpului de flux. Atunci când la ieșirea filtrului se adaugă un material filtrant brut sau o placă de flux, câmpul de flux la ieșire poate fi ușor uniformizat.
2. Impactul interfeței de viteză asupra diferitelor niveluri de curățenie
În aceeași cameră curată, între zona de lucru și zona de nefuncționare cu flux unidirecțional vertical, din cauza diferenței de viteză a aerului la cutia HEPA, va apărea un efect de vortex mixt la interfață, iar această interfață va deveni o zonă de flux de aer turbulent. Intensitatea turbulențelor aerului este deosebit de puternică, iar particulele pot fi transmise la suprafața echipamentului și pot contamina echipamentul și napolitanele.
3. Impactul asupra personalului și echipamentelor
Când camera curată este goală, caracteristicile fluxului de aer din încăpere îndeplinesc, în general, cerințele de proiectare. Odată ce echipamentul intră în camera curată, oamenii se mișcă și produsele sunt transportate, există inevitabil obstacole în calea organizării fluxului de aer, cum ar fi vârfuri ascuțite care ies din mașina echipamentului. La colțuri sau margini, gazul se va devia pentru a forma o zonă de curgere turbulentă, iar fluidul din zonă nu va fi ușor transportat de gazul care intră, provocând astfel poluare.
În același timp, suprafața echipamentului mecanic se va încălzi din cauza funcționării continue, iar gradientul de temperatură va provoca o zonă de reflow în apropierea mașinii, ceea ce crește acumularea de particule în zona de reflow. În același timp, temperatura ridicată va face ca particulele să scape cu ușurință. Efectul dublu intensifică stratul vertical general. Dificultatea de a controla curățenia fluxului. Praful provenit de la operatorii din camera curată poate adera 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, va apărea o diferență de presiune, ceea ce va face ca aerul să curgă în direcția unei rezistențe mici, iar fluxul uniform de aer nu va fi obținut. Metoda de proiectare populară în prezent este utilizarea unei podele supraînălțate. Când raportul de deschidere al podelei supraînălțate este de 10%, viteza fluxului de aer poate fi distribuită uniform la înălțimea de lucru interioară. În plus, trebuie acordată o atenție deosebită lucrărilor de curățare pentru a reduce sursa de poluare de pe podea.
5. Fenomenul de inducție
Așa-numitul fenomen de inducție se referă la fenomenul de generare a unui flux de aer în direcția opusă fluxului uniform, inducând praful generat în încăpere sau praful din zonele contaminate adiacente părții orientate spre vânt, provocând astfel contaminarea plachetei de către praf. Printre posibilele fenomene induse se numără următoarele:
(1) Placă oarbă
Într-o cameră curată cu flux vertical unidirecțional, din cauza rosturilor de pe perete, există în general panouri oarbe mari care vor produce un flux turbulent și un reflux local.
(2) Lămpi
Corpurile de iluminat din camerele curate vor avea un impact mai mare. Deoarece căldura lămpii fluorescente face ca fluxul de aer să crească, lampa fluorescentă nu va deveni o zonă turbulentă. În general, lămpile din camerele curate sunt proiectate în formă de lacrimă pentru a reduce impactul lămpilor asupra organizării fluxului de aer.
(3) Goluri între pereți
Când există goluri între pereții despărțitori sau tavanele cu cerințe de curățenie diferite, praful din zonele cu cerințe de curățenie scăzute poate fi transferat în zonele adiacente cu cerințe de curățenie ridicate.
(4) Distanța dintre echipamentul mecanic și podea sau perete
Dacă spațiul dintre echipamentul mecanic și podea sau perete este mic, vor apărea turbulențe de revenire. Prin urmare, lăsați un spațiu între echipament și perete și ridicați platforma mașinii pentru a evita contactul direct cu solul.
Data publicării: 02 noiembrie 2023