Çip üretim endüstrisinde çip verimi, çip üzerine çöken hava partiküllerinin boyutu ve sayısı ile yakından ilişkilidir. İyi bir hava akışı organizasyonu, toz kaynaklarından kaynaklanan partikülleri temiz odadan uzaklaştırarak temiz odanın temizliğini sağlar. Yani, temiz odadaki hava akışı organizasyonu, çip üretim veriminde hayati bir rol oynar. Temiz oda hava akışı organizasyonunun tasarımında ulaşılması gereken hedefler şunlardır: zararlı partiküllerin tutulmasını önlemek için akış alanındaki girdap akımlarını azaltmak veya ortadan kaldırmak; çapraz kontaminasyonu önlemek için uygun bir pozitif basınç gradyanı sağlamak.
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: Besleme ve geri dönüş hava akışı, termal konveksiyon hava akışı, yapay karıştırma ve belirli bir akış hızına sahip diğer hava akışlarının partikülleri taşıma kuvvetini ifade eder. Temiz oda çevre teknolojisi kontrolünde hava akışı kuvveti en önemli faktördür.
Deneyler, hava akışı hareketinde parçacıkların hava akışını neredeyse tam olarak aynı hızda takip ettiğini göstermiştir. Havadaki parçacıkların durumu, hava akışı dağılımı tarafından belirlenir. İç mekan parçacıkları üzerindeki hava akışının başlıca etkileri şunlardır: hava besleme akışı (birincil ve ikincil hava akışı dahil), insanların yürümesinden kaynaklanan hava akışı ve termal konveksiyon akışı ve proses işlemleri ve endüstriyel ekipmanlardan kaynaklanan hava akışının parçacıklar üzerindeki etkisi. Temiz odalarda farklı hava besleme yöntemleri, hız arayüzleri, operatörler ve endüstriyel ekipmanlar, indüklenen olaylar vb. gibi faktörlerin tümü temizlik seviyesini etkiler.
1. Hava besleme yönteminin etkisi
(1) Hava besleme hızı
Tek yönlü hava akışlı temiz odada düzgün hava akışını sağlamak için, hava besleme hızının düzgün olması; hava besleme yüzeyindeki ölü bölgenin küçük olması; ve HEPA filtre içindeki basınç düşüşünün de düzgün olması gerekir.
Hava besleme hızı homojendir; yani hava akışındaki düzensizlik ±%20 içinde kontrol edilir.
Hava besleme yüzeyinde ölü alan daha azdır: Sadece HEPA çerçevesinin düzlem alanı azaltılmakla kalmamalı, daha da önemlisi, gereksiz çerçeveyi basitleştirmek için modüler FFU kullanılmalıdır.
Hava akışının dikey ve tek yönlü olmasını sağlamak için filtrenin basınç düşüşü seçimi de çok önemlidir ve filtre içindeki basınç kaybının dengesiz olmaması gerekir.
(2) FFU sistemi ile eksenel akışlı fan sistemi arasındaki karşılaştırma
FFU, fan ve HEPA filtreli bir hava besleme ünitesidir. Hava, FFU'nun santrifüj fanı tarafından içeri çekilir ve hava kanalında dinamik basıncı statik basınca dönüştürür. HEPA filtre tarafından eşit şekilde dışarı üflenir. Tavan üzerindeki hava besleme basıncı negatif basınçtır. Bu sayede 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 akışı organizasyonunu iyileştirebilir.
(3) FFU'nun kendi yapısının etkisi
FFU (Hava Akışı Ünitesi) esas olarak fanlar, filtreler, hava akışı kılavuzları ve diğer bileşenlerden oluşur. HEPA filtre, temiz odanın tasarımda belirtilen temizlik seviyesini sağlaması için en önemli güvencedir. Filtrenin malzemesi de akış alanının homojenliğini etkiler. Filtre çıkışına pürüzlü bir filtre malzemesi veya akış plakası eklendiğinde, çıkış akış alanı kolayca homojen hale getirilebilir.
2. Farklı temizlik seviyelerinde hız arayüzünün etkisi
Aynı temiz odada, dikey tek yönlü akışa sahip çalışma alanı ile çalışma dışı alan arasında, HEPA kutusundaki hava hızı farkı nedeniyle arayüzde karışık girdap etkisi oluşacak ve bu arayüz türbülanslı bir hava akışı bölgesi haline gelecektir. Hava türbülansının yoğunluğu özellikle güçlüdür ve parçacıklar ekipman makinesinin yüzeyine taşınarak ekipmanı ve yonga levhalarını kirletebilir.
3. Personel ve ekipman üzerindeki etkisi
Temiz oda boşken, odadaki hava akışı özellikleri genellikle tasarım gereksinimlerini karşılar. Ancak ekipman temiz odaya girdiğinde, insanlar hareket ettiğinde ve ürünler taşındığında, ekipmandan çıkıntı yapan sivri uçlar gibi hava akışının düzenlenmesinde kaçınılmaz olarak engeller ortaya çıkar. Köşelerde veya kenarlarda, gaz yön değiştirerek türbülanslı bir akış alanı oluşturur ve bu alandaki sıvı gelen gaz tarafından kolayca taşınamaz, bu da kirliliğe neden olur.
Aynı zamanda, sürekli çalışma nedeniyle mekanik ekipmanın yüzeyi ısınacak ve sıcaklık gradyanı, makineye yakın bir yeniden akış alanı oluşturarak bu alanda partikül birikimini artıracaktır. Aynı zamanda, yüksek sıcaklık partiküllerin kolayca kaçmasına neden olacaktır. Bu ikili etki, genel dikey katmanı yoğunlaştıracaktır. Akış temizliğinin kontrolü zorlaşacaktır. Temiz odadaki operatörlerden kaynaklanan toz, bu yeniden akış alanlarındaki wafer'lara kolayca yapışabilir.
4. Dönüş havası tabanının etkisi
Zeminden geçen dönüş havasının direnci farklı olduğunda, basınç farkı oluşur ve hava, düşük direnç yönünde akar; bu da düzgün hava akışının sağlanamamasına neden olur. Günümüzde yaygın olarak kullanılan tasarım yöntemi, yükseltilmiş zemin kullanmaktır. Yükseltilmiş zeminin açıklık oranı %10 olduğunda, iç mekan çalışma yüksekliğinde hava akış hızı eşit olarak dağıtılabilir. Ayrıca, zemindeki kirlilik kaynaklarını azaltmak için temizlik çalışmalarına da özen gösterilmelidir.
5. İndüksiyon fenomeni
Sözde indüksiyon fenomeni, düzgün akışın ters yönünde hava akışı oluşturma olgusunu ifade eder; bu durum, odada oluşan tozu veya bitişik kirlenmiş alanlardaki tozu, rüzgar yönüne doğru hareket ettirerek, tozun yonga levhasını kirletmesine neden olur. Olası indüklenen olaylar şunlardır:
(1) Kör plaka
Dikey tek yönlü akışa sahip temiz bir odada, duvardaki bağlantı noktaları nedeniyle genellikle türbülanslı akışa ve yerel geri akışa neden olacak büyük kör paneller bulunur.
(2) Lambalar
Temiz odalardaki aydınlatma armatürlerinin etkisi daha büyük olacaktır. Floresan lambanın ısısı hava akışının yükselmesine neden olduğundan, floresan lamba türbülanslı bir alan oluşturmaz. Genellikle, temiz odalardaki lambalar, hava akışı organizasyonuna olan etkilerini azaltmak için damla şeklinde tasarlanmıştır.
(3) Duvarlar arasındaki boşluklar
Farklı temizlik gereksinimlerine sahip bölme duvarları veya tavanlar arasında boşluklar olduğunda, düşük temizlik gereksinimine sahip alanlardaki toz, yüksek temizlik gereksinimine sahip bitişik alanlara taşınabilir.
(4) Mekanik ekipman ile zemin veya duvar arasındaki mesafe
Mekanik ekipman ile zemin veya duvar arasındaki boşluk küçükse, geri tepme türbülansı oluşacaktır. Bu nedenle, ekipman ile duvar arasında bir boşluk bırakın ve makine platformunu yükselterek zeminle doğrudan temasını önleyin.
Yayın tarihi: 02-11-2023