عوامل مؤثر بر سازماندهی جریان هوا در اتاق تمیز چیست؟

بازده تراشه در صنعت تولید تراشه ارتباط نزدیکی با اندازه و تعداد ذرات هوای ته نشین شده روی تراشه دارد. سازماندهی خوب جریان هوا می تواند ذرات تولید شده از منابع گرد و غبار را از اتاق تمیز دور کند و تمیزی اتاق تمیز را تضمین کند. یعنی سازماندهی جریان هوا در اتاق تمیز نقش حیاتی در بازده تولید تراشه دارد. اهدافی که باید در طراحی سازماندهی جریان هوای اتاق تمیز حاصل شود عبارتند از: کاهش یا حذف جریان های گردابی در میدان جریان برای جلوگیری از حفظ ذرات مضر. برای حفظ گرادیان فشار مثبت مناسب برای جلوگیری از آلودگی متقابل.

طبق اصل اتاق تمیز، نیروهای وارد بر ذرات شامل نیروی جرم، نیروی مولکولی، جاذبه بین ذرات، نیروی جریان هوا و غیره است.

نیروی جریان هوا: به نیروی جریان هوا ناشی از جریان هوای عرضه و برگشت، جریان هوای همرفت حرارتی، هم زدن مصنوعی و سایر جریان‌های هوا با سرعت جریان معین برای حمل ذرات اشاره دارد. برای کنترل فناوری محیطی اتاق تمیز، نیروی جریان هوا مهمترین عامل است.

آزمایش‌ها نشان داده‌اند که در حرکت جریان هوا، ذرات تقریباً با همان سرعت جریان هوا را دنبال می‌کنند. وضعیت ذرات در هوا با توزیع جریان هوا تعیین می شود. اثرات اصلی جریان هوا بر ذرات داخل ساختمان عبارتند از: جریان هوای تامین هوا (شامل جریان هوای اولیه و جریان هوای ثانویه)، جریان هوا و جریان هوای همرفت حرارتی ناشی از راه رفتن افراد، و تاثیر جریان هوا بر ذرات ناشی از عملیات فرآیند و تجهیزات صنعتی. روش‌های مختلف تامین هوا، رابط‌های سرعت، اپراتورها و تجهیزات صنعتی، پدیده‌های القایی و غیره در اتاق‌های تمیز همگی عواملی هستند که بر سطح تمیزی تأثیر می‌گذارند.

1. تاثیر روش تامین هوا

(1) سرعت تامین هوا

برای اطمینان از جریان یکنواخت هوا، سرعت تامین هوا در اتاق تمیز جریان یک طرفه باید یکنواخت باشد. منطقه مرده روی سطح تامین هوا باید کوچک باشد. و افت فشار داخل فیلتر هپا نیز باید یکنواخت باشد.

سرعت عرضه هوا یکنواخت است: یعنی ناهمواری جریان هوا در محدوده ± 20٪ کنترل می شود.

فضای مرده کمتری در سطح تامین هوا وجود دارد: نه تنها باید سطح صفحه قاب هپا کاهش یابد، بلکه مهمتر از آن، FFU مدولار باید برای ساده کردن قاب اضافی استفاده شود.

برای اطمینان از عمودی و یک طرفه بودن جریان هوا، انتخاب افت فشار فیلتر نیز بسیار مهم است و لازم است که افت فشار در داخل فیلتر نتواند بایاس شود.

(2) مقایسه بین سیستم FFU و سیستم فن جریان محوری

FFU یک واحد تامین هوا با فن و فیلتر هپا است. هوا توسط فن سانتریفیوژ FFU مکیده شده و فشار دینامیکی را به فشار ساکن در مجرای هوا تبدیل می کند. توسط فیلتر هپا به طور یکنواخت منفجر می شود. فشار هوا بر روی سقف فشار منفی است. به این ترتیب هنگام تعویض فیلتر هیچ گرد و غباری به اتاق تمیز نشت نمی کند. آزمایشات نشان داده است که سیستم FFU از نظر یکنواختی خروجی هوا، موازی بودن جریان هوا و شاخص بازده تهویه نسبت به سیستم فن جریان محوری برتری دارد. این به این دلیل است که موازی جریان هوا در سیستم FFU بهتر است. استفاده از سیستم FFU می تواند سازماندهی جریان هوا را در اتاق تمیز بهبود بخشد.

(3) تأثیر ساختار خود FFU

FFU عمدتا از فن ها، فیلترها، راهنماهای جریان هوا و سایر اجزا تشکیل شده است. فیلتر هپا مهمترین تضمین برای اتاق تمیز برای دستیابی به تمیزی مورد نیاز طراحی است. مواد فیلتر نیز بر یکنواختی میدان جریان تأثیر می گذارد. هنگامی که یک ماده فیلتر ناهموار یا یک صفحه جریان به خروجی فیلتر اضافه می شود، میدان جریان خروجی را می توان به راحتی یکنواخت کرد.

2. تاثیر رابط سرعت با تمیزی مختلف

در همان اتاق تمیز، بین منطقه کار و منطقه غیر کاری با جریان یک طرفه عمودی، به دلیل اختلاف سرعت هوا در جعبه هپا، یک اثر گردابی مخلوط در فصل مشترک ایجاد می شود و این رابط به یک آشفته تبدیل می شود. منطقه جریان هوا شدت تلاطم هوا بسیار قوی است و ذرات ممکن است به سطح دستگاه تجهیزات منتقل شوند و تجهیزات و ویفرها را آلوده کنند.

3. تأثیر بر کارکنان و تجهیزات

هنگامی که اتاق تمیز خالی است، ویژگی های جریان هوا در اتاق به طور کلی الزامات طراحی را برآورده می کند. هنگامی که تجهیزات وارد اتاق تمیز می شوند، افراد حرکت می کنند و محصولات حمل می شوند، به طور اجتناب ناپذیری موانعی برای سازماندهی جریان هوا وجود دارد، مانند نقاط تیز بیرون زده از دستگاه تجهیزات. در گوشه ها یا لبه ها، گاز منحرف می شود و یک ناحیه جریان متلاطم ایجاد می کند و سیال موجود در منطقه به راحتی توسط گاز ورودی منتقل نمی شود و در نتیجه باعث آلودگی می شود.

در عین حال، سطح تجهیزات مکانیکی به دلیل عملکرد مداوم گرم می شود و گرادیان دما باعث ایجاد ناحیه جریان مجدد در نزدیکی دستگاه می شود که تجمع ذرات در ناحیه جریان مجدد را افزایش می دهد. در عین حال دمای بالا به راحتی باعث خروج ذرات می شود. اثر دوگانه لایه عمودی کلی را تشدید می کند. دشواری کنترل تمیزی جریان. گرد و غبار اپراتورها در اتاق تمیز می تواند به راحتی به ویفرها در این مناطق جریان مجدد بچسبد.

4. نفوذ کف هوای برگشتی

هنگامی که مقاومت هوای برگشتی عبوری از کف متفاوت باشد، اختلاف فشار رخ می دهد و باعث می شود هوا در جهت مقاومت کم جریان یابد و جریان هوا یکنواخت حاصل نمی شود. روش رایج طراحی فعلی استفاده از یک طبقه مرتفع است. هنگامی که نسبت باز شدن طبقه مرتفع 10٪ است، سرعت جریان هوا می تواند به طور مساوی در ارتفاع کار داخلی توزیع شود. علاوه بر این، باید به کارهای نظافتی توجه جدی شود تا منبع آلودگی روی زمین کاهش یابد.

5. پدیده القاء

پدیده القایی به پدیده ای اشاره دارد که جریان هوا در جهت مخالف جریان یکنواخت ایجاد می کند و باعث القای گرد و غبار ایجاد شده در اتاق یا گرد و غبار در مناطق آلوده مجاور به سمت بالا می شود و در نتیجه باعث می شود گرد و غبار ویفر را آلوده کند. پدیده های ممکن القا شده شامل موارد زیر است:

(1) صفحه کور

در اتاق تمیز با جریان یک طرفه عمودی، به دلیل اتصالات روی دیوار، معمولاً پانل های کور بزرگی وجود دارد که جریان متلاطم و جریان برگشت موضعی ایجاد می کند.

(2) لامپ

وسایل روشنایی در اتاق تمیز تاثیر بیشتری خواهند داشت. از آنجایی که گرمای لامپ فلورسنت باعث افزایش جریان هوا می شود، لامپ فلورسنت به یک منطقه متلاطم تبدیل نمی شود. به طور کلی، لامپ های اتاق تمیز به شکل قطره ای طراحی می شوند تا تاثیر لامپ ها بر سازمان جریان هوا را کاهش دهند.

(3) شکاف بین دیوارها

هنگامی که بین دیوارهای جداکننده یا سقف با نیازهای تمیزی متفاوت فاصله وجود داشته باشد، گرد و غبار از مناطقی که نیاز به نظافت پایین دارند را می توان به مناطق مجاور با نیاز به تمیزی بالا منتقل کرد.

(4) فاصله بین تجهیزات مکانیکی و کف یا دیوار

اگر فاصله بین تجهیزات مکانیکی و کف یا دیوار کم باشد، تلاطم برگشتی رخ می دهد. بنابراین بین تجهیزات و دیوار فاصله بگذارید و سکوی دستگاه را بالا بیاورید تا از تماس مستقیم با زمین جلوگیری کنید.