O rendimento do chip na indústria de fabricação de chips está intimamente relacionado ao tamanho e ao número de partículas de ar depositadas no chip. Uma boa organização do fluxo de ar pode afastar as partículas geradas por fontes de poeira da sala limpa e garantir a limpeza da sala limpa. Ou seja, a organização do fluxo de ar em salas limpas desempenha um papel vital no rendimento da produção de chips. Os objetivos a serem alcançados no projeto de organização do fluxo de ar em salas limpas são: reduzir ou eliminar correntes parasitas no campo de fluxo para evitar a retenção de partículas nocivas; para manter um gradiente de pressão positivo apropriado para evitar contaminação cruzada.
De acordo com o princípio da sala limpa, as forças que atuam sobre as partículas incluem força de massa, força molecular, atração entre partículas, força de fluxo de ar, etc.
Força do fluxo de ar: refere-se à força do fluxo de ar causada pelo fluxo de ar de fornecimento e retorno, fluxo de ar de convecção térmica, agitação artificial e outros fluxos de ar com uma certa taxa de fluxo para transportar partículas. Para o controle da tecnologia ambiental de salas limpas, a força do fluxo de ar é o fator mais importante.
Experimentos mostraram que no movimento do fluxo de ar, as partículas seguem o fluxo de ar quase exatamente na mesma velocidade. A condição das partículas no ar é determinada pela distribuição do fluxo de ar. Os principais efeitos do fluxo de ar nas partículas internas incluem: fluxo de ar de fornecimento de ar (incluindo fluxo de ar primário e fluxo de ar secundário), fluxo de ar e fluxo de ar de convecção térmica causado por pessoas andando e o impacto do fluxo de ar nas partículas causado por operações de processo e equipamentos industriais. Diferentes métodos de fornecimento de ar, interfaces de velocidade, operadores e equipamentos industriais, fenômenos induzidos, etc. em salas limpas são fatores que afetam o nível de limpeza.
1. Influência do método de fornecimento de ar
(1) Velocidade de fornecimento de ar
Para garantir um fluxo de ar uniforme, a velocidade de fornecimento de ar na sala limpa com fluxo unidirecional deve ser uniforme; a zona morta na superfície de fornecimento de ar deve ser pequena; e a queda de pressão dentro do filtro hepa também deve ser uniforme.
A velocidade de fornecimento de ar é uniforme: ou seja, a irregularidade do fluxo de ar é controlada dentro de ±20%.
Há menos espaço morto na superfície de fornecimento de ar: não apenas a área plana da estrutura hepa deve ser reduzida, mas, mais importante ainda, o FFU modular deve ser usado para simplificar a estrutura redundante.
Para garantir que o fluxo de ar seja vertical e unidirecional, a seleção da queda de pressão do filtro também é muito importante e é necessário que a perda de pressão dentro do filtro não possa ser influenciada.
(2) Comparação entre o sistema FFU e o sistema de ventilador de fluxo axial
FFU é uma unidade de fornecimento de ar com ventilador e filtro hepa. O ar é aspirado pelo ventilador centrífugo da FFU e converte a pressão dinâmica em pressão estática no duto de ar. É soprado uniformemente pelo filtro hepa. A pressão de fornecimento de ar no teto é uma pressão negativa. Desta forma, nenhuma poeira vazará para a sala limpa ao substituir o filtro. Experimentos mostraram que o sistema FFU é superior ao sistema de ventilador de fluxo axial em termos de uniformidade de saída de ar, paralelismo de fluxo de ar e índice de eficiência de ventilação. Isto ocorre porque o paralelismo do fluxo de ar do sistema FFU é melhor. O uso do sistema FFU pode melhorar a organização do fluxo de ar em salas limpas.
(3) Influência da própria estrutura da FFU
O FFU é composto principalmente por ventiladores, filtros, guias de fluxo de ar e outros componentes. O filtro hepa é a garantia mais importante para que a sala limpa atinja a limpeza exigida pelo projeto. O material do filtro também afetará a uniformidade do campo de fluxo. Quando um material de filtro áspero ou uma placa de fluxo é adicionado à saída do filtro, o campo de fluxo de saída pode ser facilmente uniformizado.
2. Impacto da interface de velocidade com limpeza diferente
Na mesma sala limpa, entre a área de trabalho e a área de não trabalho com fluxo vertical unidirecional, devido à diferença na velocidade do ar na caixa hepa, ocorrerá um efeito de vórtice misto na interface, e esta interface se tornará turbulenta zona de fluxo de ar. A intensidade da turbulência do ar é particularmente forte e as partículas podem ser transmitidas para a superfície da máquina do equipamento e contaminar o equipamento e os wafers.
3. Impacto no pessoal e nos equipamentos
Quando a sala limpa está vazia, as características do fluxo de ar na sala geralmente atendem aos requisitos do projeto. Depois que o equipamento entra na sala limpa, as pessoas se movem e os produtos são transportados, há inevitavelmente obstáculos à organização do fluxo de ar, como pontas afiadas que se projetam da máquina do equipamento. Nos cantos ou bordas, o gás será desviado para formar uma área de fluxo turbulento, e o fluido na área não será facilmente transportado pelo gás que entra, causando poluição.
Ao mesmo tempo, a superfície do equipamento mecânico será aquecida devido à operação contínua, e o gradiente de temperatura causará uma área de refluxo próxima à máquina, o que aumenta o acúmulo de partículas na área de refluxo. Ao mesmo tempo, a alta temperatura fará com que as partículas escapem facilmente. O duplo efeito intensifica a camada vertical geral. A dificuldade de controlar a limpeza do fluxo. A poeira dos operadores em salas limpas pode aderir facilmente aos wafers nessas áreas de refluxo.
4. Influência do piso de ar de retorno
Quando a resistência do ar de retorno que passa pelo piso for diferente, ocorrerá diferença de pressão, fazendo com que o ar flua na direção de pequena resistência, e não será obtido um fluxo de ar uniforme. O método de design popular atualmente é usar um piso elevado. Quando a taxa de abertura do piso elevado é de 10%, a velocidade do fluxo de ar pode ser distribuída uniformemente na altura de trabalho interna. Além disso, deve-se prestar muita atenção aos trabalhos de limpeza para reduzir a fonte de poluição do piso.
5. Fenômeno de indução
O chamado fenômeno de indução refere-se ao fenômeno de geração de fluxo de ar na direção oposta ao fluxo uniforme, induzindo poeira gerada no ambiente ou poeira em áreas contaminadas adjacentes ao lado contra o vento, fazendo com que a poeira contamine o wafer. Os possíveis fenômenos induzidos incluem o seguinte:
(1) Placa cega
Em uma sala limpa com fluxo vertical unidirecional, devido às juntas na parede, geralmente existem grandes painéis cegos que produzirão fluxo turbulento e refluxo local.
(2) Lâmpadas
As luminárias em salas limpas terão um impacto maior. Como o calor da lâmpada fluorescente faz com que o fluxo de ar aumente, a lâmpada fluorescente não se tornará uma área turbulenta. Geralmente, as lâmpadas em salas limpas são projetadas em formato de lágrima para reduzir o impacto das lâmpadas na organização do fluxo de ar.
(3) Lacunas entre paredes
Quando existem espaços entre paredes divisórias ou tetos com diferentes requisitos de limpeza, o pó de áreas com baixos requisitos de limpeza pode ser transferido para áreas adjacentes com elevados requisitos de limpeza.
(4) A distância entre o equipamento mecânico e o chão ou parede
Se a distância entre o equipamento mecânico e o piso ou parede for pequena, ocorrerá turbulência de rebote. Portanto, deixe um espaço entre o equipamento e a parede e eleve a plataforma da máquina para evitar o contato direto com o solo.
Horário da postagem: 02 de novembro de 2023