Entegre devre (IC) üretim sektöründe çip verim oranı, çip üzerine çökelen hava partiküllerinin boyutu ve sayısı ile yakından ilişkilidir. İyi bir hava akışı organizasyonu, toz kaynağından kaynaklanan partikülleri temiz odadan uzaklaştırarak temiz odanın temizliğini sağlar; yani, temiz odadaki hava akışı organizasyonu, IC üretim verim oranında hayati bir rol oynar. Temiz odadaki hava akışı organizasyonunun tasarımında şu hedeflere ulaşılması gerekir: zararlı partiküllerin tutulmasını önlemek için akış alanındaki girdap akımını azaltmak veya ortadan kaldırmak; çapraz kontaminasyonu önlemek için uygun bir pozitif basınç gradyanı sağlamak.
Hava akışı kuvveti
Temiz oda prensibine göre, parçacıklar üzerinde etkili olan kuvvetler arasında kütle kuvveti, moleküler kuvvet, parçacıklar arasındaki çekim kuvveti, hava akışı kuvveti vb. bulunur.
Hava akışı kuvveti: Partikülleri taşımak için belirli bir akış hızına sahip hava akımları, geri dönüş hava akımı, termal konveksiyon hava akımı, yapay karıştırma ve diğer hava akımları tarafından oluşturulan hava akışı kuvvetini ifade eder. Temiz oda ortamının teknik kontrolü için hava akışı kuvveti en önemli faktördür.
Deneyler, hava akışı hareketinde parçacıkların neredeyse aynı hızda hava akışı hareketini takip ettiğini göstermiştir. Havadaki parçacıkların durumu, hava akışı dağılımı tarafından belirlenir. İç mekan parçacıklarını etkileyen hava akışları başlıca şunlardır: hava besleme akışı (birincil ve ikincil hava akışı dahil), insanların yürümesinden kaynaklanan hava akışı ve termal konveksiyon akışı ve proses işletimi ve endüstriyel ekipmanlardan kaynaklanan hava akışı. Farklı hava besleme yöntemleri, hız arayüzleri, operatörler ve endüstriyel ekipmanlar ve temiz odalardaki indüklenen olaylar, temizlik seviyesini etkileyen faktörlerdir.
Hava akışı organizasyonunu etkileyen faktörler
1. Hava besleme yönteminin etkisi
(1). Hava besleme hızı
Düzgün hava akışı sağlamak için, tek yönlü temiz odada hava besleme hızı düzgün olmalı; hava besleme yüzeyinin ölü bölgesi küçük olmalı; ve ULPA'daki basınç düşüşü de düzgün olmalıdır.
Düzgün hava besleme hızı: yani, hava akışındaki düzensizlik ±%20 içinde kontrol edilir.
Hava besleme yüzeyinde ölü bölge miktarının azaltılması: Sadece ULPA çerçevesinin düzlem alanının küçültülmesi değil, daha da önemlisi, yedek çerçeveyi basitleştirmek için modüler FFU'nun benimsenmesi gerekmektedir.
Dikey tek yönlü hava akışını sağlamak için, filtrenin basınç düşüşü seçimi de çok önemlidir ve filtrenin basınç kaybının sapma göstermemesi gerekir.
(2). FFU sistemi ile eksenel akışlı fan sistemi arasındaki karşılaştırma
FFU, fan ve filtre (ULPA) içeren bir hava besleme ünitesidir. FFU'nun santrifüj fanı tarafından içeri çekilen hava, hava kanalında dinamik basınca dönüştürülür ve ULPA tarafından eşit şekilde dışarı üflenir. Tavan üzerindeki hava besleme basıncı negatif basınçtır, bu nedenle filtre değiştirilirken temiz odaya toz sızmaz. Deneyler, FFU sisteminin hava çıkış homojenliği, hava akışı paralelliği ve havalandırma verimlilik endeksi açısından eksenel akışlı fan sistemine göre üstün olduğunu göstermiştir. Bunun nedeni, FFU sisteminin hava akışı paralelliğinin daha iyi olmasıdır. FFU sisteminin kullanımı, temiz odadaki hava akışını daha iyi organize edebilir.
(3). FFU'nun kendi yapısının etkisi
FFU esas olarak fanlar, filtreler, hava akışı yönlendirme cihazları ve diğer bileşenlerden oluşur. Ultra yüksek verimli filtre ULPA, temiz odanın tasarımda belirtilen temizlik seviyesine ulaşabilmesinin en önemli garantisidir. Filtrenin malzemesi de akış alanının homojenliğini etkiler. Filtre çıkışına kaba filtre malzemesi veya laminer akış plakası eklendiğinde, çıkış akış alanı kolayca homojen hale getirilebilir.
2. Temizlikte farklı hız arayüzlerinin etkisi
Aynı temiz odada, dikey tek yönlü akışın çalışma alanı ile çalışma dışı alanı arasında, ULPA çıkışındaki hava hızı farkı nedeniyle arayüzde karışık girdap etkisi oluşacak ve bu arayüz, özellikle yüksek hava türbülansı yoğunluğuna sahip türbülanslı bir hava akışı bölgesi haline gelecektir. Parçacıklar ekipmanın yüzeyine taşınarak ekipmanı ve yonga levhalarını kirletebilir.
3. Personel ve ekipmanın etkisi
Temiz oda boşken, odadaki hava akışı özellikleri genellikle tasarım gereksinimlerini karşılar. Ekipman temiz odaya girdiğinde, personel hareket ettiğinde ve ürünler taşındığında, hava akışı organizasyonunda kaçınılmaz olarak engeller ortaya çıkar. Örneğin, ekipmanın çıkıntılı köşelerinde veya kenarlarında, gaz türbülanslı bir bölge oluşturacak şekilde yön değiştirir ve bu bölgedeki sıvı gaz tarafından kolayca taşınamaz, bu da kirliliğe neden olur. Aynı zamanda, sürekli çalışma nedeniyle ekipmanın yüzeyi ısınır ve sıcaklık gradyanı, makinenin yakınında bir yeniden akış bölgesi oluşturarak yeniden akış bölgesinde partikül birikimini artırır. Aynı zamanda, yüksek sıcaklık partiküllerin kolayca kaçmasına neden olur. Bu ikili etki, genel dikey laminer temizliğin kontrolünü daha da zorlaştırır. Temiz odadaki operatörlerden gelen toz, bu yeniden akış bölgelerindeki wafer'lara çok kolay yapışır.
4. Dönüş havası tabanının etkisi
Zeminden geçen dönüş havasının direnci farklı olduğunda, bir basınç farkı oluşacak ve hava daha az dirençli yöne doğru akacak, böylece düzgün bir hava akışı sağlanamayacaktır. Günümüzde yaygın olarak kullanılan tasarım yöntemi, yükseltilmiş zeminlerin kullanılmasıdır. Yükseltilmiş zeminlerin açıklık oranı %10 olduğunda, odanın çalışma yüksekliğindeki hava akış hızı eşit olarak dağıtılabilir. Ayrıca, zeminin kirlilik kaynağını azaltmak için temizlik çalışmalarına da özen gösterilmelidir.
5. İndüksiyon fenomeni
İndüksiyon fenomeni olarak adlandırılan olay, düzgün akışın ters yönünde bir hava akımının oluşması ve odada oluşan tozun veya bitişik kirlenmiş alandaki tozun, rüzgar yönüne doğru çekilerek çipi kirletmesi olgusuna işaret eder. Olası indüksiyon fenomenleri şunlardır:
(1). Kör plaka
Dikey tek yönlü akışa sahip temiz bir odada, duvardaki bağlantı noktaları nedeniyle genellikle yerel geri dönüş akışında türbülans oluşturacak büyük kör plakalar bulunur.
(2). Lambalar
Temiz odadaki aydınlatma armatürlerinin etkisi daha büyük olacaktır. Floresan lambaların ısısı hava akışının yükselmesine neden olduğundan, floresan lambaların altında türbülanslı bir alan oluşmayacaktır. Genellikle, temiz odadaki lambalar, hava akışı organizasyonuna olan etkilerini azaltmak için damla şeklinde tasarlanmıştır.
(3.) Duvarlar arasındaki boşluklar
Farklı temizlik seviyelerine sahip bölmeler arasında veya bölmeler ile tavanlar arasında boşluklar olduğunda, düşük temizlik gereksinimine sahip alandan gelen toz, yüksek temizlik gereksinimine sahip bitişik alana taşınabilir.
(4). Makine ile zemin veya duvar arasındaki mesafe
Makine ile zemin veya duvar arasındaki boşluk çok küçükse, geri tepme türbülansına neden olur. Bu nedenle, ekipman ile duvar arasında bir boşluk bırakın ve makinenin doğrudan zemine temas etmesini önlemek için makineyi yükseltin.
Yayın tarihi: 05 Şubat 2025