स्वच्छ कमरे में वायु प्रवाह व्यवस्था को प्रभावित करने वाले कारक क्या हैं?

आईसी निर्माण उद्योग में चिप की उपज दर चिप पर जमा वायु कणों के आकार और संख्या से निकटता से संबंधित है। एक अच्छा वायु प्रवाह संगठन धूल के स्रोत से उत्पन्न कणों को क्लीन रूम से दूर ले जाकर क्लीन रूम की स्वच्छता सुनिश्चित कर सकता है, अर्थात क्लीन रूम में वायु प्रवाह संगठन आईसी उत्पादन की उपज दर में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। क्लीन रूम में वायु प्रवाह संगठन के डिज़ाइन को निम्नलिखित लक्ष्यों को प्राप्त करने की आवश्यकता है: हानिकारक कणों के प्रतिधारण से बचने के लिए प्रवाह क्षेत्र में भंवर धारा को कम करना या समाप्त करना; क्रॉस-संदूषण को रोकने के लिए एक उपयुक्त सकारात्मक दबाव प्रवणता बनाए रखना।

वायु प्रवाह बल

स्वच्छ कक्ष सिद्धांत के अनुसार, कणों पर कार्य करने वाले बलों में द्रव्यमान बल, आणविक बल, कणों के बीच आकर्षण, वायु प्रवाह बल आदि शामिल हैं।

वायु प्रवाह बल: कणों को ले जाने के लिए एक निश्चित प्रवाह दर वाले वितरण, वापसी वायु प्रवाह, तापीय संवहन वायु प्रवाह, कृत्रिम सरगर्मी और अन्य वायु प्रवाहों के कारण उत्पन्न वायु प्रवाह के बल को संदर्भित करता है। स्वच्छ कक्ष वातावरण के तकनीकी नियंत्रण के लिए, वायु प्रवाह बल सबसे महत्वपूर्ण कारक है।

प्रयोगों से पता चला है कि वायु प्रवाह में, कण लगभग समान गति से वायु प्रवाह का अनुसरण करते हैं। हवा में कणों की स्थिति वायु प्रवाह वितरण द्वारा निर्धारित होती है। इनडोर कणों को प्रभावित करने वाले वायु प्रवाहों में मुख्य रूप से शामिल हैं: वायु आपूर्ति वायु प्रवाह (प्राथमिक वायु प्रवाह और द्वितीयक वायु प्रवाह सहित), लोगों के चलने से उत्पन्न वायु प्रवाह और तापीय संवहन वायु प्रवाह, और प्रक्रिया संचालन और औद्योगिक उपकरणों के कारण उत्पन्न वायु प्रवाह। विभिन्न वायु आपूर्ति विधियाँ, गति इंटरफ़ेस, ऑपरेटर और औद्योगिक उपकरण, और स्वच्छ कमरों में प्रेरित घटनाएँ, ये सभी स्वच्छता स्तर को प्रभावित करने वाले कारक हैं।

वायु प्रवाह संगठन को प्रभावित करने वाले कारक

1. वायु आपूर्ति विधि का प्रभाव

(1). वायु आपूर्ति की गति

एकसमान वायु प्रवाह सुनिश्चित करने के लिए, एकदिशीय स्वच्छ कक्ष में वायु आपूर्ति की गति एकसमान होनी चाहिए; वायु आपूर्ति सतह का मृत क्षेत्र छोटा होना चाहिए; तथा ULPA में दबाव में गिरावट भी एकसमान होनी चाहिए।

एकसमान वायु आपूर्ति गति: अर्थात्, वायु प्रवाह की असमानता को ±20% के भीतर नियंत्रित किया जाता है।

वायु आपूर्ति सतह पर कम मृत क्षेत्र: न केवल ULPA फ्रेम के समतल क्षेत्र को कम किया जाना चाहिए, बल्कि इससे भी अधिक महत्वपूर्ण बात यह है कि अनावश्यक फ्रेम को सरल बनाने के लिए मॉड्यूलर FFU को अपनाया जाना चाहिए।

ऊर्ध्वाधर एकदिशीय वायुप्रवाह सुनिश्चित करने के लिए, फिल्टर का दबाव ड्रॉप चयन भी बहुत महत्वपूर्ण है, जिसके लिए आवश्यक है कि फिल्टर में दबाव हानि विचलित न हो।

(2) एफएफयू प्रणाली और अक्षीय प्रवाह पंखा प्रणाली के बीच तुलना

एफएफयू एक पंखे और एक फिल्टर (यूएलपीए) युक्त वायु आपूर्ति इकाई है। एफएफयू के केन्द्रापसारक पंखे द्वारा हवा को अंदर खींचे जाने के बाद, गतिशील दाब वायु वाहिनी में स्थिर दाब में परिवर्तित हो जाता है और यूएलपीए द्वारा समान रूप से बाहर निकाल दिया जाता है। छत पर वायु आपूर्ति दाब ऋणात्मक दाब होता है, जिससे फिल्टर बदलने पर कोई धूल स्वच्छ कक्ष में रिस नहीं पाती। प्रयोगों से पता चला है कि वायु निकास एकरूपता, वायु प्रवाह समांतरता और वेंटिलेशन दक्षता सूचकांक के संदर्भ में एफएफयू प्रणाली अक्षीय प्रवाह पंखा प्रणाली से बेहतर है। ऐसा इसलिए है क्योंकि एफएफयू प्रणाली की वायु प्रवाह समांतरता बेहतर होती है। एफएफयू प्रणाली के उपयोग से स्वच्छ कक्ष में वायु प्रवाह को बेहतर ढंग से व्यवस्थित किया जा सकता है।

(3) एफएफयू की अपनी संरचना का प्रभाव

एफएफयू मुख्य रूप से पंखे, फिल्टर, वायु प्रवाह मार्गदर्शक उपकरण और अन्य घटकों से बना होता है। अति-उच्च दक्षता वाला फिल्टर यूएलपीए इस बात की सबसे महत्वपूर्ण गारंटी है कि स्वच्छ कक्ष डिज़ाइन की आवश्यक स्वच्छता प्राप्त कर सकता है या नहीं। फिल्टर की सामग्री भी प्रवाह क्षेत्र की एकरूपता को प्रभावित करेगी। जब फिल्टर आउटलेट में एक मोटे फिल्टर पदार्थ या एक लेमिनार फ्लो प्लेट को जोड़ा जाता है, तो आउटलेट प्रवाह क्षेत्र को आसानी से एकसमान बनाया जा सकता है।

2. स्वच्छता के विभिन्न गति इंटरफेस का प्रभाव

उसी स्वच्छ कक्ष में, ऊर्ध्वाधर एकदिशीय प्रवाह के कार्य क्षेत्र और गैर-कार्य क्षेत्र के बीच, ULPA आउटलेट पर वायु वेग में अंतर के कारण, इंटरफ़ेस पर एक मिश्रित भंवर प्रभाव उत्पन्न होगा, और यह इंटरफ़ेस विशेष रूप से उच्च वायु अशांति तीव्रता वाला एक अशांत वायु प्रवाह क्षेत्र बन जाएगा। कण उपकरण की सतह पर संचारित हो सकते हैं और उपकरण और वेफर्स को दूषित कर सकते हैं।

3. कर्मचारियों और उपकरणों का प्रभाव

जब स्वच्छ कक्ष खाली होता है, तो कमरे में वायु प्रवाह विशेषताएँ आम तौर पर डिज़ाइन आवश्यकताओं को पूरा करती हैं। एक बार जब उपकरण स्वच्छ कक्ष में प्रवेश करता है, कर्मचारी चलते हैं और उत्पाद प्रसारित होते हैं, तो वायु प्रवाह संगठन में अनिवार्य रूप से बाधाएँ आएंगी। उदाहरण के लिए, उपकरण के उभरे हुए कोनों या किनारों पर, गैस को एक अशांत क्षेत्र बनाने के लिए मोड़ दिया जाएगा, और क्षेत्र में तरल पदार्थ आसानी से गैस द्वारा दूर नहीं किया जाता है, जिससे प्रदूषण होता है। इसी समय, निरंतर संचालन के कारण उपकरण की सतह गर्म हो जाएगी, और तापमान प्रवणता मशीन के पास एक रिफ्लो ज़ोन का कारण बनेगी, जिससे रिफ्लो ज़ोन में कणों का संचय बढ़ जाएगा। इसी समय, उच्च तापमान आसानी से कणों को बाहर निकलने का कारण बनेगा। दोहरा प्रभाव समग्र ऊर्ध्वाधर लामिना सफाई को नियंत्रित करने की कठिनाई को बढ़ाता है। स्वच्छ कक्ष में ऑपरेटरों से निकलने वाली धूल इन रिफ्लो ज़ोन में वेफर्स से चिपकना बहुत आसान है।

4. रिटर्न एयर फ्लोर का प्रभाव

जब फर्श से होकर गुजरने वाली वापसी हवा का प्रतिरोध अलग-अलग होता है, तो दबाव में अंतर उत्पन्न होगा, जिससे हवा कम प्रतिरोध वाली दिशा में बहेगी और एक समान वायु प्रवाह प्राप्त नहीं होगा। वर्तमान लोकप्रिय डिज़ाइन पद्धति ऊँची मंजिलों का उपयोग करना है। जब ऊँची मंजिलों की खुलने की दर 10% होती है, तो कमरे की कार्य ऊँचाई में वायु प्रवाह वेग समान रूप से वितरित किया जा सकता है। इसके अलावा, फर्श के प्रदूषण स्रोत को कम करने के लिए सफाई कार्य पर भी विशेष ध्यान दिया जाना चाहिए।

5. प्रेरण परिघटना

तथाकथित प्रेरण परिघटना उस परिघटना को संदर्भित करती है जिसमें एकसमान प्रवाह के विपरीत दिशा में वायु प्रवाह उत्पन्न होता है, और कमरे में उत्पन्न धूल या आस-पास के दूषित क्षेत्र की धूल हवा की दिशा में प्रेरित होती है, जिससे धूल चिप को दूषित कर सकती है। संभावित प्रेरण परिघटनाएँ निम्नलिखित हैं:

(1). ब्लाइंड प्लेट

ऊर्ध्वाधर एकदिशीय प्रवाह वाले स्वच्छ कमरे में, दीवार पर जोड़ों के कारण, आमतौर पर बड़ी अंधी प्लेटें होती हैं जो स्थानीय वापसी प्रवाह में अशांति उत्पन्न करती हैं।

(2) लैंप

स्वच्छ कक्ष में प्रकाश व्यवस्था का प्रभाव अधिक होगा। चूँकि फ्लोरोसेंट लैंप की गर्मी वायु प्रवाह को बढ़ाती है, इसलिए फ्लोरोसेंट लैंप के नीचे कोई अशांत क्षेत्र नहीं होगा। आमतौर पर, स्वच्छ कक्ष में लैंप को वायु प्रवाह व्यवस्था पर लैंप के प्रभाव को कम करने के लिए अश्रु-बूंद के आकार में डिज़ाइन किया जाता है।

(3.) दीवारों के बीच अंतराल

जब अलग-अलग सफाई स्तर वाले विभाजनों के बीच या विभाजनों और छतों के बीच अंतराल होता है, तो कम सफाई आवश्यकताओं वाले क्षेत्र से धूल उच्च सफाई आवश्यकताओं वाले आसन्न क्षेत्र में स्थानांतरित हो सकती है।

(4) मशीन और फर्श या दीवार के बीच की दूरी

यदि मशीन और फर्श या दीवार के बीच का अंतर बहुत कम है, तो इससे रिबाउंड टर्बुलेंस हो सकता है। इसलिए, उपकरण और दीवार के बीच एक अंतर छोड़ दें और मशीन को ऊपर उठाएँ ताकि मशीन सीधे ज़मीन को न छुए।