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如何控制洁净室温度、湿度、气压和气流速度?


        洁净室的主要功能是提供一个健康的生活和生产环境,创造一个满足照明、温度、湿度、噪音、空气流量、压力、静态和卫生指标如微振动环境,使相关的服务和产品,以满足人们的健康需求的环境,提供一个良好的空间,环境控制,从而有效地提高产品的合格率,改善和提高服务质量的相关目标。


        因此,洁净室有很多因素需要控制。温度、湿度、气压和气流速度是关键点。


        洁净室温湿度控制

        洁净室的温湿度主要根据工艺要求确定,但在满足工艺要求的条件下,要考虑人的舒适性。随着空气清洁度要求的提高,对温度和湿度的要求越来越严格。


        净化工程温度的具体要求将在后面列出,但作为一般原则,随着加工精度的提高,对温度波动范围的要求会越来越小。例如,在大规模集成电路产生的光刻曝光过程中,玻璃与硅片作为掩模材料的热膨胀系数差要求越来越小。直径100um的硅片,温度上升1度,就引起了0.24um线性膨胀,所以必须有±0.1度的恒温,同时要求湿度值较低,因为人出汗以后,对产品可能有污染,特别是钠的半导体车间,这种车间不应超过25度。


        高湿度会导致更多的问题。当相对湿度超过55%时,冷却水管壁暴露。如果它发生在精密设备或电路中,就会引起各种事故。相对湿度往往在50%生锈。此外,当湿度很高时,附着在硅片表面的灰尘会被空气中的水分子化学地附着在表面,这是很难去除的。相对湿度、粘结力越高,则越难去除,但当相对湿度低于30%时,又由于静电颗粒对表面吸附的影响,还容易对大量半导体器件产生击穿。硅片生产的最佳温度范围是35 - 45%。


        洁净室的气压规定

        对于大多数洁净空间,需要保持内部压力(静压)高于外部压力(静压),以防止外部污染的侵入。压差的维护一般应遵循以下原则:

        (1)洁净空间的压力高于不洁净空间的压力。

        (2)高洁净度空间的压力高于低洁净度相邻空间的压力。

        (3)相通洁净室之间的门要开向洁净度级别高的房间。


        压差取决于新风量,新风量可以补偿在这个压差下通过裂缝泄漏的空气量。所以压强差的物理意义是空气通过洁净室不同缝隙的阻力。


        洁净室中的气流速度规定

        这里讨论的气流速度是指洁净室内的气流速度。在讨论具体设备时,将说明其他洁净室的气流速度。


        对于湍流洁净室由于稀释作用主要通过空气来减少室内污染,所以主要采用空气改变这一概念,不直接采用速度概念,但室内空气速度有以下要求;

        (1)供气出口气流速度不宜过高。与纯空调房间相比,速度下降较快,扩散角较大。

        (2)送风率的风机风速等级(如侧送)不应过大,以免颗粒在表面回流,造成污染,一般不宜达到0.2m /s的速度。


        对于平行流洁净室(传统上称为层流洁净室),速度在横截面上是一个重要的指标,因为它主要是由气流“活塞挤压”来驱动,以去除染料。过去,美国20gB的标准是0.45米/秒。然而,众所周知,如此高速所需的通风量是非常大的。为了节约能源,人们正在探索降低一种风速的可行性。


        在我国,空气净化的技术措施和清洁工厂的设计规范如下:

        (1)垂直平行流(层流)洁净室大于或等于0.25m/s

        (2)水平平行流(层流)洁净室大于或等于0.35m/s研究表明,上述规定基本符合污染控制的要求,但认为不同的情况应划分为不同的等级,以便更好地反映节能的目的。


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