מהם הגורמים המשפיעים על ארגון זרימת האוויר בחדר נקי?

קצב תשואת השבבים בענף הייצור של IC קשור קשר הדוק לגודל ומספר חלקיקי האוויר שהופקדו על השבב. ארגון זרימת אוויר טובה יכול לקחת את החלקיקים שנוצרו על ידי מקור האבק הרחק מהחדר הנקי כדי להבטיח את הניקיון של החדר הנקי, כלומר ארגון זרימת האוויר בחדר נקי ממלא תפקיד חיוני בקצב התשואה של ייצור ה- IC. העיצוב של ארגון זרימת האוויר בחדר נקי צריך להשיג את המטרות הבאות: להפחית או לבטל את הזרם הערמומי בשדה הזרימה כדי למנוע שמירה על חלקיקים מזיקים; שמור על שיפוע לחץ חיובי מתאים למניעת זיהום צולב.

כוח זרימת אוויר

על פי עקרון החדר הנקי, הכוחות הפועלים על החלקיקים כוללים כוח המוני, כוח מולקולרי, משיכה בין חלקיקים, כוח זרימת אוויר וכו '.

כוח זרימת אוויר: מתייחס לכוח זרימת האוויר הנגרמת על ידי המסירה, זרימת אוויר החזרת, זרימת אוויר של הסעה תרמית, ערבוב מלאכותי וזרימות אוויר אחרות עם קצב זרימה מסוים כדי לשאת את החלקיקים. לשליטה טכנית בסביבת החדר הנקי, כוח זרימת האוויר הוא הגורם החשוב ביותר.

ניסויים הראו כי בתנועת זרימת האוויר החלקיקים עוקבים אחר תנועת זרימת האוויר כמעט באותה מהירות. מצב החלקיקים באוויר נקבע על ידי חלוקת זרימת האוויר. זרימות האוויר המשפיעות על חלקיקים מקורה כוללים בעיקר: זרימת אוויר באספקת אוויר (כולל זרימת אוויר ראשונית וזרימת אוויר משנית), זרימת אוויר וזרימת אוויר הסעה תרמית הנגרמת על ידי אנשים שהולכים וזרימת האוויר הנגרמת כתוצאה מפעולת תהליכים וציוד תעשייתי. שיטות אספקת אוויר שונות, ממשקי מהירות, מפעילים וציוד תעשייתי ותופעות המושרות בחדרים נקיים הם כולם גורמים המשפיעים על רמת הניקיון.

גורמים המשפיעים על ארגון זרימת האוויר

1. השפעת שיטת אספקת האוויר

(1). מהירות אספקת אוויר

כדי להבטיח זרימת אוויר אחידה, מהירות אספקת האוויר חייבת להיות אחידה בחדר נקי חד כיווני; אזור המת של משטח אספקת האוויר חייב להיות קטן; וירידת הלחץ ב- ULPA חייבת להיות גם אחידה.

מהירות אספקת אוויר אחידה: כלומר, חוסר האחידות של זרימת האוויר נשלטת תוך 20%.

אזור פחות מת על משטח אספקת האוויר: לא רק שיש להפחית את שטח המטוס של מסגרת ה- ULPA, אלא חשוב מכך, יש לאמץ FFU מודולרי כדי לפשט את המסגרת המיותרת.

כדי להבטיח זרימת אוויר חד כיוונית אנכית, בחירת ירידת הלחץ של המסנן חשובה מאוד, המחייבת כי אובדן הלחץ במסנן לא יכול לסטות.

(2). השוואה בין מערכת FFU למערכת מאוורר זרימה צירית

FFU היא יחידת אספקת אוויר עם מאוורר ומסנן (ULPA). לאחר האוויר נשאב פנימה על ידי המאוורר הצנטריפוגלי של FFU, הלחץ הדינאמי הופך ללחץ סטטי בצינור האוויר ומפוצץ באופן שווה על ידי ULPA. לחץ אספקת האוויר על התקרה הוא לחץ שלילי, כך ששום אבק לא ידלף לחדר הנקי כאשר יוחלף המסנן. ניסויים הראו כי מערכת ה- FFU עדיפה על מערכת מאוורר הזרימה הצירית מבחינת אחידות יציאת האוויר, מקבילות זרימת האוויר ומדד יעילות האוורור. הסיבה לכך היא שההקבלה של זרימת האוויר של מערכת FFU טובה יותר. השימוש במערכת FFU יכול להפוך את זרימת האוויר בחדר הנקי המאורגן טוב יותר.

(3). ההשפעה של המבנה של FFU עצמו

FFU מורכב בעיקר ממאווררים, פילטרים, מכשירי מדריך זרימת אוויר ורכיבים אחרים. מסנן היעילות הגבוה במיוחד ULPA הוא הערבות החשובה ביותר אם החדר הנקי יכול להשיג את הניקיון הנדרש של העיצוב. חומר המסנן ישפיע גם על אחידות שדה הזרימה. כאשר מוסיפים חומר פילטר גס או צלחת זרימה למינרית לשקע המסנן, ניתן להפוך את שדה זרימת השקע בקלות אחיד.

2. השפעה של ממשקי מהירות שונים של ניקיון

באותו חדר נקי, בין אזור העבודה לאזור שאינו עובד של זרימה חד כיוונית אנכית, בגלל ההבדל במהירות האוויר בשקע ULPA, ייווצר אפקט מערבולת מעורב בממשק, וממשק זה יהפוך לסוערת אזור זרימת אוויר עם עוצמת סערת אוויר גבוהה במיוחד. חלקיקים עשויים להיות מועברים אל פני הציוד ולזהום את הציוד והוופרים.

3. השפעת הצוות והציוד

כאשר החדר הנקי ריק, מאפייני זרימת האוויר בחדר עומדים בדרך כלל בדרישות העיצוב. ברגע שהציוד נכנס לחדר הנקי, אנשי עוברים מועברים ומוצרים מועברים, בהכרח יהיו מכשולים לארגון זרימת האוויר. לדוגמה, בפינות הבולטות או בשולי הציוד, הגז יופנה ליצירת אזור סוער, והנוזל באזור לא נסחף בקלות על ידי הגז, ובכך גורם לזיהום. במקביל, פני הציוד יתחממו בגלל פעולה רציפה, ומדרגת הטמפרטורה תגרום לאזור חוזר בסמוך למכונה, מה שיגביר את הצטברות החלקיקים באזור מחדש. במקביל, הטמפרטורה הגבוהה תגרום בקלות לחלקיקים לברוח. האפקט הכפול מחמיר את הקושי לשלוט על הניקיון למינרי אנכי כללי. האבק מהמפעילים בחדר הנקי קל מאוד לדבוק בפלים באזורי מחדש אלה.

4. השפעת רצפת אוויר חזרה

כאשר ההתנגדות של אוויר החוזר שעובר דרך הרצפה שונה, ייוצר הפרש לחץ, כך שהאוויר יזרום בכיוון של פחות התנגדות, ולא תתקבל זרימת אוויר אחידה. שיטת העיצוב הפופולרית הנוכחית היא להשתמש בקומות מוגבהות. כאשר שיעור הפתיחה של קומות מוגבהות הוא 10%, ניתן לחלק באופן שווה את מהירות זרימת האוויר בגובה העבודה של החדר. בנוסף, יש להקדיש תשומת לב קפדנית לעבודת ניקוי כדי להפחית את מקור הזיהום של הרצפה.

5. תופעת אינדוקציה

תופעת האינדוקציה כביכול מתייחסת לתופעה כי נוצרת זרימת האוויר בכיוון ההפוך של הזרימה האחידה, ואבק הנוצר בחדר או האבק באזור המזוהם הסמוך נוצר לצד הרוח, כך שהאבק יכול לזהם את השבב. להלן תופעות האינדוקציה האפשריות:

(1). צלחת עיוורת

בחדר נקי עם זרימה חד כיוונית אנכית, בגלל המפרקים שעל הקיר, יש בדרך כלל צלחות עיוורות גדולות שיניבו סערה בזרימת החזרה המקומית.

(2). מנורות

גופי התאורה בחדר הנקי ישפיעו יותר. מכיוון שחום המנורות הניאון גורם לזרימת האוויר לעלות, לא יהיה שטח סוער מתחת למנורות הניאון. באופן כללי, המנורות בחדר הנקי מתוכננות בצורת דמעה כדי להפחית את ההשפעה של המנורות על ארגון זרימת האוויר.

(3.) פערים בין קירות

כאשר ישנם פערים בין מחיצות עם רמות ניקיון שונות או בין מחיצות לתקרות, ניתן להעביר אבק מהאזור עם דרישות ניקיון נמוכות לאזור הסמוך עם דרישות ניקיון גבוהות.

(4). מרחק בין המכונה לרצפה או קיר

אם הפער בין המכונה לרצפה או לקיר קטן מאוד, הוא יגרום לסערה של ריבאונד. לכן, השאירו פער בין הציוד לקיר והרמו את המכונה כדי להימנע מאפשרות למכונה לגעת ישירות באדמה.