O rendemento dos chips na industria de fabricación de chips está estreitamente relacionado co tamaño e o número de partículas de aire depositadas no chip. Unha boa organización do fluxo de aire pode levar as partículas xeradas a partir de fontes de po lonxe da sala limpa e garantir a limpeza da sala limpa. É dicir, a organización do fluxo de aire na sala limpa xoga un papel vital no rendemento da produción de chips. Os obxectivos que se deben acadar no deseño da organización do fluxo de aire nunha sala limpa son: reducir ou eliminar as correntes 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.
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 polo fluxo de aire de subministración e retorno, o fluxo de aire de convección térmica, a axitación artificial e outros fluxos de aire cun determinado caudal para transportar partículas. Para o control da tecnoloxía ambiental de salas limpas, 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 fluxo de aire case exactamente á mesma velocidade. A condición das partículas no aire está determinada pola distribución do fluxo de aire. Os principais efectos do fluxo de aire sobre as partículas do interior inclúen: 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 impacto do fluxo de aire sobre as partículas causado polas operacións de proceso e os equipos industriais. Os diferentes métodos de subministración de aire, as interfaces de velocidade, os operadores e os equipos industriais, os fenómenos inducidos, etc. nas salas limpas son factores que afectan o nivel de limpeza.
1. 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 na sala limpa de fluxo unidireccional debe ser uniforme; a zona morta na superficie de subministración de aire debe ser pequena; e a caída de presión dentro do filtro HEPA tamén debe ser uniforme.
A velocidade de subministración de aire é uniforme: é dicir, a irregularidade do fluxo de aire contrólase dentro de ±20 %.
Hai menos espazo morto na superficie de subministración de aire: non só se debe reducir a área plana da estrutura HEPA, senón que, o máis importante, se debe usar FFU modular para simplificar a estrutura redundante.
Para garantir que o fluxo de aire sexa vertical e unidireccional, a selección da caída de presión do filtro tamén é moi importante, e é necesario que a perda de presión dentro do filtro non poida ser sesgada.
(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 HEPA. O ventilador centrífugo da FFU aspira o aire e converte a presión dinámica en presión estática no conduto de aire. O filtro HEPA expúlsao uniformemente. A presión de subministración de aire no teito é de presión negativa. Deste xeito, non se filtrará po na sala limpa ao substituír 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 mellorar a organización do fluxo de aire na sala limpa.
(3) Influencia da propia estrutura da FFU
A FFU está composta principalmente por ventiladores, filtros, guías de fluxo de aire e outros compoñentes. O filtro HEPA é a garantía máis importante para que unha sala limpa alcance a limpeza requirida polo deseño. O material do filtro tamén afectará á uniformidade do campo de fluxo. Cando se engade un material filtrante rugoso ou unha placa de fluxo á saída do filtro, o campo de fluxo de saída pódese uniformizar facilmente.
2. Impacto da interface de velocidade con diferentes niveis de limpeza
Na mesma sala limpa, entre a zona de traballo e a zona de non traballo con fluxo unidireccional vertical, debido á diferenza na velocidade do aire na caixa HEPA, producirase un efecto de vórtice mixto na interface, e esta interface converterase nunha zona de fluxo de aire turbulento. A intensidade da turbulencia do aire é particularmente forte e as partículas poden transmitirse á superficie da máquina do equipo e contaminar o equipo e as obleas.
3. Impacto no persoal e no 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, as persoas móvense e os produtos son transportados, inevitablemente hai obstáculos para a organización do fluxo de aire, como puntos afiados que sobresaen da máquina do equipo. Nas esquinas ou bordos, o gas desviarase para formar unha zona de fluxo turbulento e o fluído da zona non será facilmente transportado polo gas entrante, causando así contaminación.
Ao mesmo tempo, a superficie do equipo mecánico quentarase debido ao funcionamento continuo e o gradiente de temperatura provocará unha área de refluxo preto da máquina, o que aumenta a acumulación de partículas na área de refluxo. Ao mesmo tempo, a alta temperatura fará que as partículas escapen facilmente. O dobre efecto intensifica a capa vertical xeral. A dificultade de controlar a limpeza do fluxo. O po dos operadores na sala limpa pode adherirse facilmente ás obleas nestas áreas de refluxo.
4. Influencia do aire de retorno do chan
Cando a resistencia do aire de retorno que pasa polo chan é diferente, producirase unha diferenza de presión, o que provocará que o aire flúa na dirección dunha pequena resistencia e non se obterá un fluxo de aire uniforme. O método de deseño popular na actualidade é o uso dun chan elevado. Cando a relación de apertura do chan elevado é do 10 %, a velocidade do fluxo de aire pódese distribuír uniformemente á altura de traballo interior. Ademais, débese prestar moita atención aos traballos de limpeza para reducir a fonte de contaminación no chan.
5. Fenómeno de indución
O chamado fenómeno de indución refírese ao fenómeno de xerar un fluxo de aire na dirección oposta ao fluxo uniforme, inducindo po xerado na sala ou po en zonas contaminadas adxacentes ao lado a barlovento, facendo así que o po contamine a oblea. Entre os posibles fenómenos inducidos inclúense os seguintes:
(1) Placa cega
Nunha sala limpa con fluxo unidireccional vertical, debido ás xuntas da parede, xeralmente hai paneis cegos grandes que producirán fluxo turbulento e refluxo local.
(2) Lámpadas
As lámpadas das salas limpas terán un maior impacto. Dado que a calor da lámpada fluorescente fai que o fluxo de aire suba, a lámpada fluorescente non se converterá nunha zona turbulenta. Xeralmente, as lámpadas das salas limpas 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 paredes divisorias ou teitos con diferentes requisitos de limpeza, o po das zonas con baixos requisitos de limpeza pode transferirse a zonas adxacentes con altos requisitos de limpeza.
(4) A distancia entre o equipo mecánico e o chan ou a parede
Se o espazo entre o equipo mecánico e o chan ou a parede é pequeno, producirase turbulencia de rebote. Polo tanto, deixe un espazo entre o equipo e a parede e levante a plataforma da máquina para evitar o contacto directo co chan.
Data de publicación: 02-11-2023