A taxa de rendemento do chip na industria de fabricación de CI está estreitamente relacionada co tamaño e o número de partículas de aire depositadas no chip. Unha boa organización do fluxo de aire pode levar as partículas xeradas pola fonte de po lonxe da sala limpa para garantir a limpeza da sala limpa, é dicir, a organización do fluxo de aire na sala limpa xoga un papel vital na taxa de rendemento da produción de CI. O deseño da organización do fluxo de aire na sala limpa debe acadar os seguintes obxectivos: reducir ou eliminar a corrente de Foucault no campo de fluxo para evitar a retención de partículas nocivas; manter un gradiente de presión positivo axeitado para evitar a contaminación cruzada.
Forza do fluxo de aire
Segundo o principio da sala limpa, as forzas que actúan sobre as partículas inclúen a forza de masa, a forza molecular, a atracción entre partículas, a forza do fluxo de aire, etc.
Forza do fluxo de aire: refírese á forza do fluxo de aire causada pola subministración, o fluxo de aire de retorno, o fluxo de aire por convección térmica, a axitación artificial e outros fluxos de aire cun determinado caudal para transportar as partículas. Para o control técnico do ambiente da sala limpa, a forza do fluxo de aire é o factor máis importante.
Os experimentos demostraron que no movemento do fluxo de aire, as partículas seguen o movemento do fluxo de aire case á mesma velocidade. O estado das partículas no aire está determinado pola distribución do fluxo de aire. Os fluxos de aire que afectan ás partículas do interior inclúen principalmente: o fluxo de aire de subministración de aire (incluíndo o fluxo de aire primario e o fluxo de aire secundario), o fluxo de aire e o fluxo de aire por convección térmica causado polo paso das persoas, e o fluxo de aire causado pola operación do proceso e o equipo industrial. Os diferentes métodos de subministración de aire, as interfaces de velocidade, os operadores e o equipo industrial, e os fenómenos inducidos nas salas limpas son factores que afectan o nivel de limpeza.
Factores que afectan á organización do fluxo de aire
1. A influencia do método de subministración de aire
(1). Velocidade de subministración de aire
Para garantir un fluxo de aire uniforme, a velocidade de subministración de aire debe ser uniforme nunha sala limpa unidireccional; a zona morta da superficie de subministración de aire debe ser pequena; e a caída de presión na ULPA tamén debe ser uniforme.
Velocidade uniforme do fluxo de aire: é dicir, a irregularidade do fluxo de aire contrólase dentro de ±20 %.
Menos zona morta na superficie de subministración de aire: non só se debe reducir a área plana da estrutura ULPA, senón que, o máis importante, se debe adoptar unha FFU modular para simplificar a estrutura redundante.
Para garantir un fluxo de aire unidireccional vertical, a selección da caída de presión do filtro tamén é moi importante, o que require que a perda de presión no filtro non poida desviarse.
(2). Comparación entre o sistema FFU e o sistema de ventilador de fluxo axial
A FFU é unha unidade de subministración de aire cun ventilador e un filtro (ULPA). Despois de que o ventilador centrífugo da FFU aspire o aire, a presión dinámica convértese en presión estática no conduto de aire e a ULPA expúlsao uniformemente. A presión de subministración de aire no teito é de presión negativa, polo que non se filtrará po na sala limpa cando se substitúa o filtro. Os experimentos demostraron que o sistema FFU é superior ao sistema de ventilador de fluxo axial en termos de uniformidade da saída de aire, paralelismo do fluxo de aire e índice de eficiencia de ventilación. Isto débese a que o paralelismo do fluxo de aire do sistema FFU é mellor. O uso do sistema FFU pode facer que o fluxo de aire na sala limpa estea mellor organizado.
(3). A influencia da propia estrutura da FFU
A FFU está composta principalmente por ventiladores, filtros, dispositivos de guía de fluxo de aire e outros compoñentes. O filtro de ultra alta eficiencia ULPA é a garantía máis importante de que a sala limpa poida alcanzar a limpeza requirida do deseño. O material do filtro tamén afectará á uniformidade do campo de fluxo. Cando se engade un material de filtro groso ou unha placa de fluxo laminar á saída do filtro, o campo de fluxo de saída pódese uniformizar facilmente.
2. Impacto das diferentes interfaces de velocidade da limpeza
Na mesma sala limpa, entre a zona de traballo e a zona de non traballo de fluxo unidireccional vertical, debido á diferenza na velocidade do aire na saída do ULPA, xerarase un efecto de vórtice mixto na interface, e esta interface converterase nunha zona de fluxo de aire turbulento cunha intensidade de turbulencia de aire particularmente alta. As partículas poden transmitirse á superficie do equipo e contaminar o equipo e as obleas.
3. Impacto do persoal e do equipamento
Cando a sala limpa está baleira, as características do fluxo de aire na sala xeralmente cumpren os requisitos de deseño. Unha vez que o equipo entra na sala limpa, o persoal se move e os produtos se transmiten, inevitablemente haberá obstáculos para a organización do fluxo de aire. Por exemplo, nas esquinas ou bordos sobresaíntes do equipo, o gas desviarase para formar unha zona turbulenta, e o fluído da zona non é facilmente transportado polo gas, causando así contaminación. Ao mesmo tempo, a superficie do equipo quentarase debido ao funcionamento continuo e o gradiente de temperatura provocará unha zona de refluxo preto da máquina, o que aumentará a acumulación de partículas na zona de refluxo. Ao mesmo tempo, a alta temperatura fará que as partículas escapen facilmente. O dobre efecto agrava a dificultade de controlar a limpeza laminar vertical xeral. O po dos operadores na sala limpa adhírese moi facilmente ás obleas nestas zonas de refluxo.
4. Influencia do aire de retorno do chan
Cando a resistencia do aire de retorno que pasa polo chan é diferente, xerarase unha diferenza de presión, de xeito que o aire flúe na dirección de menor resistencia e non se obtén un fluxo de aire uniforme. O método de deseño popular na actualidade é o uso de chans elevados. Cando a taxa de apertura dos chans elevados é do 10 %, a velocidade do fluxo de aire na altura de traballo da habitación pódese distribuír uniformemente. Ademais, débese prestar moita atención aos traballos de limpeza para reducir a fonte de contaminación do chan.
5. Fenómeno de indución
O chamado fenómeno de indución refírese ao fenómeno no que se xera un fluxo de aire na dirección oposta ao fluxo uniforme, e o po xerado na habitación ou o po da zona contaminada adxacente é inducido cara ao lado a barlovento, de xeito que o po pode contaminar a lasca. Os seguintes son os posibles fenómenos de indución:
(1). Placa cega
Nunha sala limpa con fluxo unidireccional vertical, debido ás xuntas na parede, xeralmente hai grandes placas cegas que xerarán turbulencias no fluxo de retorno local.
(2). Lámpadas
As lámpadas da sala limpa terán un maior impacto. Dado que a calor das lámpadas fluorescentes fai que o fluxo de aire suba, non haberá unha zona turbulenta debaixo das lámpadas fluorescentes. Xeralmente, as lámpadas da sala limpa están deseñadas en forma de bágoa para reducir o impacto das lámpadas na organización do fluxo de aire.
(3.) Ocos entre paredes
Cando hai ocos entre divisións con diferentes niveis de limpeza ou entre divisións e teitos, o po da zona con baixos requisitos de limpeza pode transferirse á zona adxacente con altos requisitos de limpeza.
(4). Distancia entre a máquina e o chan ou a parede
Se o espazo entre a máquina e o chan ou a parede é moi pequeno, provocará turbulencias de rebote. Polo tanto, deixe un espazo entre o equipo e a parede e levante a máquina para evitar que toque o chan directamente.
Data de publicación: 05-02-2025