Hasil cip dalam industri pembuatan cip berkait rapat dengan saiz dan bilangan zarah udara yang termendap pada cip. Pengaturan aliran udara yang baik dapat membawa zarah yang dihasilkan dari sumber habuk menjauhi bilik bersih dan memastikan kebersihan bilik bersih. Maksudnya, pengaturan aliran udara di bilik bersih memainkan peranan penting dalam hasil pengeluaran cip. Matlamat yang ingin dicapai dalam reka bentuk pengaturan aliran udara bilik bersih adalah: untuk mengurangkan atau menghapuskan arus pusar dalam medan aliran untuk mengelakkan pengekalan zarah berbahaya; untuk mengekalkan kecerunan tekanan positif yang sesuai untuk mencegah pencemaran silang.
Menurut prinsip bilik bersih, daya yang bertindak ke atas zarah termasuk daya jisim, daya molekul, tarikan antara zarah, daya aliran udara, dan sebagainya.
Daya aliran udara: merujuk kepada daya aliran udara yang disebabkan oleh aliran udara bekalan dan pulangan, aliran udara perolakan haba, pengadukan buatan, dan aliran udara lain dengan kadar aliran tertentu untuk membawa zarah. Untuk kawalan teknologi persekitaran bilik bersih, daya aliran udara adalah faktor yang paling penting.
Eksperimen telah menunjukkan bahawa dalam pergerakan aliran udara, zarah mengikuti aliran udara pada kelajuan yang hampir sama. Keadaan zarah di udara ditentukan oleh taburan aliran udara. Kesan utama aliran udara pada zarah dalaman termasuk: aliran udara bekalan udara (termasuk aliran udara primer dan aliran udara sekunder), aliran udara dan aliran udara perolakan haba yang disebabkan oleh orang yang berjalan kaki, dan kesan aliran udara pada zarah yang disebabkan oleh operasi proses dan peralatan industri. Kaedah bekalan udara yang berbeza, antara muka kelajuan, pengendali dan peralatan industri, fenomena teraruh, dan sebagainya dalam bilik bersih adalah semua faktor yang mempengaruhi tahap kebersihan.
1. Pengaruh kaedah bekalan udara
(1) Kelajuan bekalan udara
Untuk memastikan aliran udara yang seragam, kelajuan bekalan udara dalam bilik bersih aliran searah mestilah seragam; zon mati pada permukaan bekalan udara mestilah kecil; dan penurunan tekanan dalam penapis hepa juga mestilah seragam.
Kelajuan bekalan udara adalah seragam: iaitu, ketidaksekataan aliran udara dikawal dalam lingkungan ±20%.
Terdapat kurang ruang mati pada permukaan bekalan udara: bukan sahaja luas satah rangka hepa perlu dikurangkan, tetapi yang lebih penting, FFU modular harus digunakan untuk memudahkan rangka lewah.
Untuk memastikan aliran udara adalah menegak dan searah, pemilihan penurunan tekanan penapis juga sangat penting, dan kehilangan tekanan di dalam penapis tidak boleh dipinggirkan.
(2) Perbandingan antara sistem FFU dan sistem kipas aliran paksi
FFU ialah unit bekalan udara dengan kipas dan penapis hepa. Udara disedut masuk oleh kipas emparan FFU dan menukar tekanan dinamik kepada tekanan statik dalam saluran udara. Ia ditiup keluar secara sekata oleh penapis hepa. Tekanan bekalan udara pada siling adalah tekanan negatif. Dengan cara ini, tiada habuk akan bocor ke dalam bilik bersih semasa menggantikan penapis. Eksperimen telah menunjukkan bahawa sistem FFU adalah lebih baik daripada sistem kipas aliran paksi dari segi keseragaman saluran keluar udara, paralelisme aliran udara dan indeks kecekapan pengudaraan. Ini kerana paralelisme aliran udara sistem FFU adalah lebih baik. Penggunaan sistem FFU dapat meningkatkan pengaturan aliran udara di bilik bersih.
(3) Pengaruh struktur FFU sendiri
FFU terutamanya terdiri daripada kipas, penapis, panduan aliran udara dan komponen lain. Penapis hepa merupakan jaminan paling penting untuk bilik bersih bagi mencapai kebersihan yang diperlukan oleh reka bentuk. Bahan penapis juga akan mempengaruhi keseragaman medan aliran. Apabila bahan penapis kasar atau plat aliran ditambah pada saluran keluar penapis, medan aliran saluran keluar boleh dibuat seragam dengan mudah.
2. Kesan antara muka kelajuan dengan kebersihan yang berbeza
Di dalam bilik bersih yang sama, antara kawasan kerja dan kawasan bukan kerja dengan aliran searah menegak, disebabkan oleh perbezaan kelajuan udara di kotak hepa, kesan vorteks campuran akan berlaku di antara muka, dan antara muka ini akan menjadi zon aliran udara bergelora. Keamatan pergolakan udara sangat kuat, dan zarah boleh dihantar ke permukaan mesin peralatan dan mencemari peralatan dan wafer.
3. Kesan terhadap kakitangan dan peralatan
Apabila bilik bersih kosong, ciri-ciri aliran udara di dalam bilik secara amnya memenuhi keperluan reka bentuk. Sebaik sahaja peralatan memasuki bilik bersih, orang ramai bergerak, dan produk diangkut, pasti terdapat halangan kepada organisasi aliran udara, seperti titik tajam yang menonjol dari mesin peralatan. Di sudut atau tepi, gas akan melencong untuk membentuk kawasan aliran bergelora, dan bendalir di kawasan itu tidak akan mudah dibawa oleh gas yang masuk, sekali gus menyebabkan pencemaran.
Pada masa yang sama, permukaan peralatan mekanikal akan dipanaskan disebabkan oleh operasi berterusan, dan kecerunan suhu akan menyebabkan kawasan aliran semula berhampiran mesin, yang meningkatkan pengumpulan zarah di kawasan aliran semula. Pada masa yang sama, suhu yang tinggi akan mudah menyebabkan zarah terlepas. Kesan berganda ini menguatkan keseluruhan lapisan menegak. Kesukaran mengawal kebersihan aliran. Habuk daripada pengendali di bilik bersih boleh melekat dengan mudah pada wafer di kawasan aliran semula ini.
4. Pengaruh lantai udara balik
Apabila rintangan udara balik yang melalui lantai berbeza, perbezaan tekanan akan berlaku, menyebabkan udara mengalir ke arah rintangan kecil, dan aliran udara seragam tidak akan diperolehi. Kaedah reka bentuk popular semasa adalah menggunakan lantai yang tinggi. Apabila nisbah bukaan lantai yang tinggi adalah pada 10%, halaju aliran udara boleh diagihkan secara sekata pada ketinggian kerja dalaman. Di samping itu, perhatian yang ketat harus diberikan kepada kerja pembersihan untuk mengurangkan sumber pencemaran di lantai.
5. Fenomena induksi
Fenomena induksi merujuk kepada fenomena penjanaan aliran udara dalam arah yang bertentangan dengan aliran seragam, menyebabkan habuk terhasil di dalam bilik atau habuk di kawasan tercemar bersebelahan di bahagian atas angin, sekali gus menyebabkan habuk mencemari wafer. Fenomena teraruh yang mungkin termasuk yang berikut:
(1) Plat buta
Di dalam bilik bersih dengan aliran sehala menegak, disebabkan oleh sambungan pada dinding, biasanya terdapat panel buta besar yang akan menghasilkan aliran bergelora dan aliran balik setempat.
(2) Lampu
Lekapan lampu di bilik bersih akan mempunyai impak yang lebih besar. Oleh kerana haba lampu pendarfluor menyebabkan aliran udara meningkat, lampu pendarfluor tidak akan menjadi kawasan bergelora. Secara amnya, lampu di bilik bersih direka bentuk dalam bentuk titik air mata untuk mengurangkan impak lampu terhadap pengaturan aliran udara.
(3) Jurang antara dinding
Apabila terdapat jurang antara dinding pembahagi atau siling dengan keperluan kebersihan yang berbeza, habuk dari kawasan yang mempunyai keperluan kebersihan yang rendah boleh dipindahkan ke kawasan bersebelahan yang mempunyai keperluan kebersihan yang tinggi.
(4) Jarak antara peralatan mekanikal dan lantai atau dinding
Jika jurang antara peralatan mekanikal dan lantai atau dinding kecil, turbulensi lantunan akan berlaku. Oleh itu, tinggalkan jurang antara peralatan dan dinding dan naikkan platform mesin untuk mengelakkan sentuhan langsung dengan tanah.
Masa siaran: 02 Nov-2023