Η απόδοση των τσιπ στη βιομηχανία κατασκευής τσιπ σχετίζεται στενά με το μέγεθος και τον αριθμό των σωματιδίων αέρα που εναποτίθενται στο τσιπ. Η καλή οργάνωση της ροής του αέρα μπορεί να απομακρύνει τα σωματίδια που παράγονται από πηγές σκόνης από τον καθαρό χώρο και να διασφαλίσει την καθαριότητα του καθαρού χώρου. Δηλαδή, η οργάνωση της ροής του αέρα στον καθαρό χώρο παίζει ζωτικό ρόλο στην απόδοση της παραγωγής τσιπ. Οι στόχοι που πρέπει να επιτευχθούν στο σχεδιασμό της οργάνωσης της ροής του αέρα στον καθαρό χώρο είναι: η μείωση ή η εξάλειψη των δινορευμάτων στο πεδίο ροής για την αποφυγή της κατακράτησης επιβλαβών σωματιδίων· η διατήρηση μιας κατάλληλης θετικής κλίσης πίεσης για την πρόληψη της διασταυρούμενης μόλυνσης.
Σύμφωνα με την αρχή του καθαρού δωματίου, οι δυνάμεις που ασκούνται στα σωματίδια περιλαμβάνουν τη δύναμη της μάζας, τη μοριακή δύναμη, την έλξη μεταξύ των σωματιδίων, τη δύναμη ροής αέρα κ.λπ.
Δύναμη ροής αέρα: αναφέρεται στη δύναμη ροής αέρα που προκαλείται από τη ροή αέρα προσαγωγής και επιστροφής, τη ροή αέρα θερμικής μεταφοράς, την τεχνητή ανάδευση και άλλες ροές αέρα με ορισμένο ρυθμό ροής για τη μεταφορά σωματιδίων. Για τον έλεγχο της τεχνολογίας περιβάλλοντος καθαρού χώρου, η δύναμη ροής αέρα είναι ο πιο σημαντικός παράγοντας.
Πειράματα έχουν δείξει ότι κατά την κίνηση της ροής του αέρα, τα σωματίδια ακολουθούν τη ροή του αέρα σχεδόν ακριβώς με την ίδια ταχύτητα. Η κατάσταση των σωματιδίων στον αέρα καθορίζεται από την κατανομή της ροής του αέρα. Οι κύριες επιπτώσεις της ροής του αέρα στα σωματίδια εσωτερικών χώρων περιλαμβάνουν: τη ροή του αέρα παροχής αέρα (συμπεριλαμβανομένης της κύριας ροής αέρα και της δευτερεύουσας ροής αέρα), τη ροή του αέρα και τη ροή θερμικής μεταφοράς που προκαλείται από το περπάτημα των ανθρώπων, και την επίδραση της ροής αέρα στα σωματίδια που προκαλείται από τις διεργασίες και τον βιομηχανικό εξοπλισμό. Διαφορετικές μέθοδοι παροχής αέρα, διεπαφές ταχύτητας, χειριστές και βιομηχανικός εξοπλισμός, επαγόμενα φαινόμενα κ.λπ. σε καθαρούς χώρους είναι όλοι παράγοντες που επηρεάζουν το επίπεδο καθαριότητας.
1. Επίδραση της μεθόδου παροχής αέρα
(1) Ταχύτητα παροχής αέρα
Για να εξασφαλιστεί ομοιόμορφη ροή αέρα, η ταχύτητα παροχής αέρα στον καθαρό χώρο μονοκατευθυντικής ροής πρέπει να είναι ομοιόμορφη, η νεκρή ζώνη στην επιφάνεια παροχής αέρα πρέπει να είναι μικρή και η πτώση πίεσης εντός του φίλτρου HEPA πρέπει επίσης να είναι ομοιόμορφη.
Η ταχύτητα παροχής αέρα είναι ομοιόμορφη: δηλαδή, η ανομοιομορφία της ροής του αέρα ελέγχεται εντός ±20%.
Υπάρχει λιγότερος νεκρός χώρος στην επιφάνεια παροχής αέρα: όχι μόνο θα πρέπει να μειωθεί η επίπεδη επιφάνεια του πλαισίου HEPA, αλλά, το πιο σημαντικό, θα πρέπει να χρησιμοποιηθεί αρθρωτή FFU για την απλοποίηση του πλεονάζοντος πλαισίου.
Προκειμένου να διασφαλιστεί ότι η ροή του αέρα είναι κάθετη και μονοκατευθυντική, η επιλογή της πτώσης πίεσης του φίλτρου είναι επίσης πολύ σημαντική και απαιτείται η απώλεια πίεσης εντός του φίλτρου να μην είναι προκατειλημμένη.
(2) Σύγκριση μεταξύ συστήματος FFU και συστήματος ανεμιστήρα αξονικής ροής
Η FFU είναι μια μονάδα παροχής αέρα με ανεμιστήρα και φίλτρο HEPA. Ο αέρας αναρροφάται από τον φυγοκεντρικό ανεμιστήρα της FFU και μετατρέπει τη δυναμική πίεση σε στατική πίεση στον αεραγωγό. Απάγεται ομοιόμορφα από το φίλτρο HEPA. Η πίεση παροχής αέρα στην οροφή είναι αρνητική. Με αυτόν τον τρόπο, δεν θα διαρρεύσει σκόνη στον καθαρό χώρο κατά την αντικατάσταση του φίλτρου. Πειράματα έχουν δείξει ότι το σύστημα FFU είναι ανώτερο από το σύστημα ανεμιστήρα αξονικής ροής όσον αφορά την ομοιομορφία εξόδου αέρα, την παραλληλία ροής αέρα και τον δείκτη απόδοσης εξαερισμού. Αυτό συμβαίνει επειδή η παραλληλία ροής αέρα του συστήματος FFU είναι καλύτερη. Η χρήση του συστήματος FFU μπορεί να βελτιώσει την οργάνωση της ροής του αέρα σε καθαρό χώρο.
(3) Επίδραση της ίδιας της δομής της FFU
Η FFU αποτελείται κυρίως από ανεμιστήρες, φίλτρα, οδηγούς ροής αέρα και άλλα εξαρτήματα. Το φίλτρο HEPA είναι η πιο σημαντική εγγύηση για την επίτευξη της απαιτούμενης καθαριότητας που απαιτείται από το σχεδιασμό ενός καθαρού χώρου. Το υλικό του φίλτρου επηρεάζει επίσης την ομοιομορφία του πεδίου ροής. Όταν ένα τραχύ υλικό φίλτρου ή μια πλάκα ροής προστίθεται στην έξοδο του φίλτρου, το πεδίο ροής εξόδου μπορεί εύκολα να γίνει ομοιόμορφο.
2. Επιπτώσεις της ταχύτητας στη διεπαφή με διαφορετική καθαριότητα
Στο ίδιο καθαρό δωμάτιο, μεταξύ της περιοχής εργασίας και της μη περιοχής εργασίας με κατακόρυφη μονοκατευθυντική ροή, λόγω της διαφοράς στην ταχύτητα του αέρα στο κουτί HEPA, θα εμφανιστεί ένα φαινόμενο μικτού στροβίλου στη διεπαφή και αυτή η διεπαφή θα μετατραπεί σε μια ζώνη στροβιλώδους ροής αέρα. Η ένταση του στροβιλισμού του αέρα είναι ιδιαίτερα ισχυρή και σωματίδια ενδέχεται να μεταδοθούν στην επιφάνεια του μηχανήματος και να μολύνουν τον εξοπλισμό και τις πλακέτες.
3. Επιπτώσεις στο προσωπικό και τον εξοπλισμό
Όταν ο καθαρός χώρος είναι άδειος, τα χαρακτηριστικά της ροής του αέρα στο χώρο γενικά πληρούν τις απαιτήσεις σχεδιασμού. Μόλις ο εξοπλισμός εισέλθει στον καθαρό χώρο, οι άνθρωποι μετακινηθούν και τα προϊόντα μεταφερθούν, υπάρχουν αναπόφευκτα εμπόδια στην οργάνωση της ροής του αέρα, όπως αιχμηρά σημεία που προεξέχουν από το μηχάνημα του εξοπλισμού. Στις γωνίες ή τις άκρες, το αέριο θα εκτραπεί σχηματίζοντας μια περιοχή στροβιλώδους ροής και το ρευστό στην περιοχή δεν θα παρασυρθεί εύκολα από το εισερχόμενο αέριο, προκαλώντας έτσι ρύπανση.
Ταυτόχρονα, η επιφάνεια του μηχανολογικού εξοπλισμού θα θερμανθεί λόγω της συνεχούς λειτουργίας και η διαβάθμιση της θερμοκρασίας θα προκαλέσει μια περιοχή ανακύκλωσης κοντά στο μηχάνημα, γεγονός που αυξάνει τη συσσώρευση σωματιδίων στην περιοχή ανακύκλωσης. Ταυτόχρονα, η υψηλή θερμοκρασία θα προκαλέσει εύκολα τη διαφυγή των σωματιδίων. Το διπλό αποτέλεσμα εντείνει το συνολικό κατακόρυφο στρώμα. Η δυσκολία ελέγχου της καθαριότητας της ροής. Η σκόνη από τους χειριστές σε καθαρό δωμάτιο μπορεί εύκολα να προσκολληθεί σε πλακίδια σε αυτές τις περιοχές ανακύκλωσης.
4. Επίδραση του δαπέδου επιστροφής αέρα
Όταν η αντίσταση του αέρα επιστροφής που διέρχεται από το δάπεδο είναι διαφορετική, θα δημιουργηθεί διαφορά πίεσης, με αποτέλεσμα ο αέρας να ρέει προς την κατεύθυνση μικρής αντίστασης και δεν θα επιτευχθεί ομοιόμορφη ροή αέρα. Η τρέχουσα δημοφιλής μέθοδος σχεδιασμού είναι η χρήση υπερυψωμένου δαπέδου. Όταν ο λόγος ανοίγματος του υπερυψωμένου δαπέδου είναι στο 10%, η ταχύτητα ροής του αέρα μπορεί να κατανεμηθεί ομοιόμορφα στο ύψος εργασίας του εσωτερικού χώρου. Επιπλέον, πρέπει να δοθεί ιδιαίτερη προσοχή στις εργασίες καθαρισμού για τη μείωση της πηγής ρύπανσης στο δάπεδο.
5. Φαινόμενο επαγωγής
Το λεγόμενο φαινόμενο επαγωγής αναφέρεται στο φαινόμενο της δημιουργίας ροής αέρα προς την αντίθετη κατεύθυνση από την ομοιόμορφη ροή, προκαλώντας σκόνη που παράγεται στο δωμάτιο ή σκόνη σε γειτονικές μολυσμένες περιοχές προς την πλευρά που φυσάει ο άνεμος, προκαλώντας έτσι τη μόλυνση του πλακιδίου από τη σκόνη. Πιθανά φαινόμενα που προκαλούνται περιλαμβάνουν τα ακόλουθα:
(1) Τυφλή πλάκα
Σε ένα καθαρό δωμάτιο με κατακόρυφη μονόδρομη ροή, λόγω των αρμών στον τοίχο, υπάρχουν γενικά μεγάλα πάνελ τυφλά που θα παράγουν τυρβώδη ροή και τοπική αντίστροφη ροή.
(2) Λάμπες
Τα φωτιστικά σε καθαρό δωμάτιο θα έχουν μεγαλύτερο αντίκτυπο. Δεδομένου ότι η θερμότητα της λάμπας φθορισμού προκαλεί την άνοδο της ροής του αέρα, η λάμπα φθορισμού δεν θα μετατραπεί σε μια τυρβώδη περιοχή. Γενικά, οι λάμπες σε καθαρό δωμάτιο έχουν σχεδιαστεί σε σχήμα δακρύου για να μειωθεί ο αντίκτυπος των λαμπτήρων στην οργάνωση της ροής του αέρα.
(3) Κενά μεταξύ τοίχων
Όταν υπάρχουν κενά μεταξύ χωρισμάτων ή οροφών με διαφορετικές απαιτήσεις καθαριότητας, η σκόνη από περιοχές με χαμηλές απαιτήσεις καθαριότητας μπορεί να μεταφερθεί σε παρακείμενες περιοχές με υψηλές απαιτήσεις καθαριότητας.
(4) Η απόσταση μεταξύ του μηχανολογικού εξοπλισμού και του δαπέδου ή του τοίχου
Εάν το κενό μεταξύ του μηχανολογικού εξοπλισμού και του δαπέδου ή του τοίχου είναι μικρό, θα προκληθεί αναταραχή ανάκαμψης. Επομένως, αφήστε ένα κενό μεταξύ του εξοπλισμού και του τοίχου και ανυψώστε την πλατφόρμα του μηχανήματος για να αποφύγετε την άμεση επαφή με το έδαφος.
Ώρα δημοσίευσης: 02 Νοεμβρίου 2023