Принос чипа у индустрији производње интегрисаних кола је уско повезан са величином и бројем честица ваздуха које се таложе на чипу. Добра организација протока ваздуха може одвести честице које ствара извор прашине даље од чисте собе како би се осигурала чистоћа чисте собе, односно организација протока ваздуха у чистој соби игра виталну улогу у приносу производње интегрисаних кола. Дизајн организације протока ваздуха у чистој соби треба да постигне следеће циљеве: смањити или елиминисати вртложне струје у пољу протока како би се избегло задржавање штетних честица; одржавати одговарајући позитивни градијент притиска како би се спречила унакрсна контаминација.
Сила протока ваздуха
Према принципу чисте собе, силе које делују на честице укључују силу масе, молекуларну силу, привлачење између честица, силу протока ваздуха итд.
Сила протока ваздуха: односи се на силу протока ваздуха изазвану доводним, повратним протоком ваздуха, термичким конвекцијским протоком ваздуха, вештачким мешањем и другим протоцима ваздуха са одређеном брзином протока за ношење честица. За техничку контролу окружења чисте собе, сила протока ваздуха је најважнији фактор.
Експерименти су показали да се при кретању ваздушног тока честице крећу готово истом брзином. Стање честица у ваздуху одређено је расподелом ваздушног тока. Ваздушни токови који утичу на честице у затвореном простору углавном укључују: проток ваздуха доводног ваздуха (укључујући примарни и секундарни ваздушни проток), проток ваздуха и топлотни конвекцијски проток ваздуха изазван ходањем људи и проток ваздуха изазван радом процеса и индустријском опремом. Различите методе довода ваздуха, брзински интерфејси, оператери и индустријска опрема, као и индуковане појаве у чистим просторијама, све су то фактори који утичу на ниво чистоће.
Фактори који утичу на организацију протока ваздуха
1. Утицај начина довода ваздуха
(1). Брзина довода ваздуха
Да би се осигурао равномеран проток ваздуха, брзина довода ваздуха мора бити равномерна у једносмерној чистој просторији; мртва зона површине за довод ваздуха мора бити мала; а пад притиска у ULPA такође мора бити равномеран.
Равномерна брзина довода ваздуха: то јест, неравномерност протока ваздуха се контролише унутар ±20%.
Мање мртве зоне на површини за довод ваздуха: не само да треба смањити равну површину ULPA оквира, већ, што је још важније, треба усвојити модуларну FFU како би се поједноставио редундантни оквир.
Да би се осигурао вертикални једносмерни проток ваздуха, избор пада притиска филтера је такође веома важан, захтевајући да губитак притиска у филтеру не може одступати.
(2). Поређење између FFU система и система аксијалног вентилатора
ФФУ је јединица за довод ваздуха са вентилатором и филтером (УЛПА). Након што центрифугални вентилатор ФФУ усиса ваздух, динамички притисак се претвара у статички притисак у ваздушном каналу и равномерно издува помоћу УЛПА. Притисак довода ваздуха на плафону је негативан, тако да прашина неће цурити у чисту просторију када се филтер замени. Експерименти су показали да је ФФУ систем супериорнији од система аксијалних вентилатора у погледу уједначености излаза ваздуха, паралелизма протока ваздуха и индекса ефикасности вентилације. То је зато што је паралелизам протока ваздуха ФФУ система бољи. Употреба ФФУ система може учинити проток ваздуха у чистој просторији боље организованим.
(3). Утицај сопствене структуре ФФУ
ФФУ се углавном састоји од вентилатора, филтера, уређаја за вођење протока ваздуха и других компоненти. Ултра-високо ефикасан филтер ULPA је најважнија гаранција да ли чиста соба може постићи потребну чистоћу дизајна. Материјал филтера ће такође утицати на уједначеност поља протока. Када се на излаз филтера дода материјал за груби филтер или ламинарна плоча за проток, поље протока излаза се може лако уједначити.
2. Утицај различитих брзинских интерфејса на чистоћу
У истој чистој просторији, између радног и нерадног подручја вертикалног једносмерног протока, због разлике у брзини ваздуха на излазу ULPA, на граници ће се створити ефекат мешовитог вртлога, а ова граница ће постати зона турбулентног протока ваздуха са посебно високим интензитетом турбуленције ваздуха. Честице могу бити пренете на површину опреме и контаминирати опрему и плочице.
3. Утицај особља и опреме
Када је чиста просторија празна, карактеристике протока ваздуха у просторији генерално испуњавају захтеве пројектовања. Када опрема уђе у чисту просторију, особље се креће и производи се преносе, неизбежно ће постојати препреке у организацији протока ваздуха. На пример, на истуреним угловима или ивицама опреме, гас ће бити преусмерен и формираће турбулентну зону, а флуид у зони неће лако бити однесен гасом, што ће довести до загађења. Истовремено, површина опреме ће се загрејати због континуираног рада, а температурни градијент ће изазвати зону рефлукса у близини машине, што ће повећати акумулацију честица у зони рефлукса. Истовремено, висока температура ће лако проузроковати излазак честица. Двоструки ефекат отежава контролу укупне вертикалне ламинарне чистоће. Прашина од оператера у чистој просторији се веома лако лепи за плочице у овим зонама рефлукса.
4. Утицај пода за повратни ваздух
Када је отпор повратног ваздуха који пролази кроз под различит, створиће се разлика у притиску, тако да ће ваздух струјати у правцу мањег отпора и неће се постићи равномерни проток ваздуха. Тренутно популарна метода пројектовања је коришћење подигнутих подова. Када је стопа отварања подигнутих подова 10%, брзина протока ваздуха у радној висини просторије може се равномерно распоредити. Поред тога, треба обратити пажњу на чишћење како би се смањио извор загађења пода.
5. Феномен индукције
Такозвани индукциони феномен односи се на појаву да се ствара проток ваздуха у супротном смеру од равномерног тока, а прашина која се ствара у просторији или прашина у суседном контаминираном подручју се индукује на страну уз ветар, тако да прашина може контаминирати чип. Следећи су могући индукциони феномени:
(1). Слепа плоча
У чистој просторији са вертикалним једносмерним протоком, због спојева на зиду, генерално постоје велике слепе плоче које ће генерисати турбуленцију у локалном повратном току.
(2). Лампе
Расветна тела у чистој просторији ће имати већи утицај. Пошто топлота флуоресцентних сијалица узрокује пораст протока ваздуха, неће бити турбулентног подручја испод флуоресцентних сијалица. Генерално, лампе у чистој просторији су дизајниране у облику сузе како би се смањио утицај сијалица на организацију протока ваздуха.
(3.) Размак између зидова
Када постоје празнине између преграда са различитим нивоима чистоће или између преграда и плафона, прашина из подручја са ниским захтевима за чистоћом може се пренети у суседно подручје са високим захтевима за чистоћом.
(4). Растојање између машине и пода или зида
Ако је размак између машине и пода или зида веома мали, то ће изазвати повратну турбуленцију. Стога, оставите размак између опреме и зида и подигните машину како бисте избегли да машина директно додирне тло.
Време објаве: 05. фебруар 2025.