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卓凯鑫提升：***洁净室设计应该注意的四大问题
一.***洁净室的气流速度/换气次数
      一直是***洁净室规划中遭到关注的疑问，跟着***洁净室污染源的操控效果添加及末级过滤器功率的进步级，对有关规范、导则等提出的引荐或参考值是不是偏于保存，已有不少评论;FFU在运用中大家忧虑的噪音、损坏修理等疑问已在实践中得到解决，跟着FFU的不断改进，对是不是选用FFU回风体系也是个热门：悬浮分子污染(AMC)的操控在微电子及IC工业中已日益提到日程上来，遭到关注。以下对这些疑问的状况分别作概括和剖析。

二.气流速度
2.1有关引荐或参考值的运用
***洁净室内必定洁净度下气流速度的断定，随***洁净室用处等详细状况而异，它不仅受室内发尘量及过滤器功率还受别的要素影响，就工业***洁净室而言，影响洁净度及挑选气流速度的要素首要是：
(1)室内污染源：建筑物组件、人员数量及操作活动、技能设备、技能资料及技能加工自身等都是尘粒开释源，根据详细状况而异，改变很大;
(2)室内气流流型及散布：单向流需求均匀、对等的流线，但会遭到技能设备安置和方位改变及人员活动状况等的干扰形成部分涡流;而非单向流需求充混合，防止死角及温度分层;
(3)自净时刻(康复时刻)的操控需求：***洁净室中事端开释或带入污染物或空气气流的中止或正常操作时的间歇性对流气流或人及设备的移动等都会形成洁净度的恶化，康复到本来洁净度的自净时刻决定于气流速度;对自净时刻的操控需求取决于此刻刻构造内(恶化的洁净度下)，对产品出产的质量及成品率影响的承受能力;
(4)末级过滤器的功率：在必定的室内发尘量下，可选用较高功率的过滤器以下降气流速度;为节能应思考选用较高功率的过滤器，并下降气流速度，或选用较低功率的过滤器并选用较高的气流速度，以求流量与阻力的乘积*小;
(5)经济性思考：过大的气流速度形成出资及运转费用的添加，适宜的气流速度为以上诸要素合理的概括，过大通常不必要，亦不必定有用果;
(6)对洁净度需求低的***洁净室，有时换气次数决定于室内排热的需求。
以上要素，皆很难量化，只能剖析对比并估量。因而在工程运用中，对***洁净室的气流速度通常参照有关规范、导则等的引荐或参考值，再按详细状况估量以上各影响要素进行概括思考后断定。

气流速度用于单向流***洁净室;非单向流***洁净室宜用换气次数，因为其气流速度难于测准;亦有用末级过滤满布率来反映的，可用于各种气流流型的***洁净室，通常满布率100%相关于流速0.5m/s(100fpm)，25%相关于0.125m/s(25fpm)。当时有关规范、导则等的引荐。
注：1、ISO14644-4关于气流速度/换气次数是清晰作为参考资料的，表中所列仅适用于微电子及IC工厂;对制药厂只列ISO5级气流速度>0.2m/s，对ISO6～8级皆未列出参考值。
2、(M)指混合流，N指非单向流;*指对污染源已采纳有用的阻隔办法的洁净区。
有关气流速度和换气次数的引荐或参考值，应当说是经验的反映。如ISO/DIS14664-4提出的数值皆清晰适用于那类***洁净室的;IEST的引荐值亦是被一些权威机构以为仅适用于半导体工厂。因为详细状况改变较大，有的经验值也许已不合适当时的室内尘源操控办法及过滤器功率进步的状况。
2.2对有关引荐或参考值的评论
这些年不少人通过实验以为这些引荐或参考值过于保存，其观点可概括为：
(1)***洁净室内气流的横向分散只在甚低的流速下才有也许，单向流在合理的气流组织下，流速0.05～0.1m/s就满意带走污染物，在此流速下亚微米粒子的分散性能远低于对流性能;而大于0.36m/s的气流速度反而易千百万涡流，导致污染物的再卷进。因而，***洁净室的理想自净时刻Tr=体积/流率，到必定值后因为污染物的再卷进，再增大气流速度，实践的Tr并不再有显着的削减。
(2)末级过滤器的功率对洁净度的影响是值得起留意的。有的气流速度/换气次数引荐或参考值对末级过滤器功率进步的要素通常没作思考。当时HEPA/ULPA的功率从99.67%、99.99%、99.999%、99.9995%直至8个9以上都可挑选。其功率对气流速度的影响除以上已提及外，以下方面亦值得导致留意，在非单向流状况下，按衡释原理的***洁净室内含尘浓度安稳公式能够得出：
(a)室内发尘量较高时，末级过滤器功率的改变对洁净度影响甚微，因而在这种状况下，过高的过滤功率是无必要的。
(b)室内发作尘量较低的状况下，选用低的气流速度下，末级过滤器功率的变速器改变，对洁净度的影响增大。
以上状况能够引证的图1a～1c看出。

作图有关数据：
新风进末过滤器前的含尘浓度1.75×106个/m3
室内发作量:G1=350个/m3.min
G2=3500个/m3.min
G3=35000个/m3.min
G4=350000个/m3.min
新风量关于全空气量的比率0.03
当时有的IC工厂其ISO5级(0.3μm)的***洁净室，选用FFU体系,带ULPA(99.9995%,0.12μm)，出口风速为0.38m/s，其满布率为25%，这样室内均匀气流速度为0.095m/s，在各有关引荐或参考值的下限下。此***洁净室的技能加工在微环境内***洁净室内的人员亦较少，能够以为***洁净室内发作较低，这种状况下选用低的气流速度也许是可取的。
据报导，当时IEST对***洁净室内气流速度引荐值的下限有所下降，如：
≤ISO5级：气流速度0.2～0.5m/s;
ISO6级或5级(非单向流);换气次数>200次/h;
ISO7级：换气次数20～200次/h;
ISO8级：换气次数2～20次/h;

三.FFU体系的运用
3.1当时FFU的状况
FFU在运用寿命及保护上现已实践证明无可忧虑。当时其改进首要是：
(1)采纳均流及削减噪音的办法，噪音可在50db以内;
(2)电动机选用DC/EC(电子整流电机)，以耗较原沟通电机节省近50%，因为小风机所用小容量(功率<1/2HP)的沟通电机，通常皆为电容分相式或隐极式，其功率仅40%摆布，而DC/EC电机的功率可达75～80%;在调速操控上可每台独自的以过滤器降压进行操控以节省能耗，但当时出资回收期尚长而未广泛选用，通常常用分组群控或悉数群控。
(3)但FF瓣出口静压不能过大，通常选用出口风速成0.38m/s，此刻其静压通常在250Pa以内。
3.2FFU回风体系与别的办法比较的优点
3.2.1通常评估
优点：
(1)灵活性大，便于改造;
(2)占用建筑物空间较少;
(3)***洁净室内空气压力大于回风静压室，扫除静压室对***洁净室污染的也许性。
缺陷：
(1)需求回风道悉数阻力(包含多孔地板、格栅及风道)、干表冷器阻力及末级过滤器的阻力(在初阻力时)，一共应操控在165Pa摆布，以满意运转时*大阻力在250Pa以内。因而干表冷器的传热面积要较大，回风道尺度亦要较大，多孔地板及格栅等的阻力要小，通常作法是：操控干表冷器阻力在50Pa摆布，回风道阻力在15Pa以内，不然就需求再增设加压风机体系，这即是下降了FFU体系的概括优点。
(2)选用DC/EC电机后，单位风量的能耗也许比当时通常大型离心风机的会集体系为低，但已有研讨指出，比选用改进后的大型轴流风机的回风体系的能耗仍是要高。因而需求留意大型轴流风机的功率进步及其体系的阻力下降的要素。
(3)通常FFU体系因为单位风量的能耗较大，因而***洁净室的冷负荷亦相应添加。
3.2.2详细状况下的评估
(1)FFU用于老建筑物改形成***洁净室时，其概括经济性通常通常可取。
(2)洁净度需求严的***洁净室，末级过滤器满布率100%时，对大的体系选用FFU，当时仍是不经济的;对小体系有意义作详细比较。
(3)对洁净度需求不甚严的***洁净室，末级过滤器满布率≤40%时对大体系概括经济性通常相差不多，但对IC工厂而言FFU体系的灵活性是首要的，因而当时IC工厂对过滤器满布率≤40%时，选用FFU体系现已遍及。

四.悬浮分子污染(AMC)
4.1AMC的分类及操控需求状况
AMC作为IC工厂所关怀的疑问于20年前*先由日本人提出，这些年，IC出产园片直径已达φ300mm，技能加工尺度(线宽)已小于0.15μm，在某些加工工序及工序间园片的传送和寄存环境中AMC已成为严重影响成品率的疑问，已被明白的认识到，因而，AMC的操控已由议论转到需求实施。
关于IC出产，AMC分为A、B、C、D四类，即：
A——酸性物质，如Hcl等;
B——碱性物质，如NH3等;
C——沸点高于室温能在光亮外表冷凝的物质，首要是碳氢化合物，某些技能加工环境中的水蒸汽亦需求思考;
D——掺杂物质，能为园片外表吸附或与外表彼此反响的物质，如砷、硼、磷等。
AMC对当时的IC出产其潜在的污染比粒子污染要广泛多，粒子污染操控只需断定粒径及个数，但对AMC操控而言，除了受芯片线宽的减小而改变外，并受技能、技能设备、技能资料及园片传送体系等的影响，更有甚者用于某一工序的各种技能资料(化学品、特种气体等)在许多状况下其微量的分子对下一工序通常也许是污染物，而园片加工工序当时已多于300多个独立工序，对AMC操控目标的断定更是杂乱。因而，IC出产对AMC的操控，对不一样的产品、不一样的技能、不一样的工序及不一样的技能资料会有不一样的需求，对各种污染物质的需求当时总的说法是操控在亚pptm～1000pptm间。
4.2AMC操控的实施状况
对线宽0.25μm的IC出产，通常已常在新风处理中设活性炭过滤器;有关要害工序以及工序间园片的传送及寄存，有的出产厂采纳了AMC操控，有的出产厂则并未进行操控，首要在于经济效果的衡量上，有关详细操控需求及办法报导甚少见，也许是因为保密的缘由，但一点能够必定，只能在部分环境内进行操控。
为满意φ300mm园片，<0.15mm线宽的加工需求，这些年对AMC操控，要点在以下三方面开展工作：
(1)准确的丈量技能及规范测试办法的树立。因为这是把握AMC操控的根底，有必要先行;
(2)按往后IC的出产需求，出产线的设备选用微环境阻隔，各设备间园片的传送选用前开式规范片盒(FOUPs)体系，对园片进行阻隔。因而，早已对设备、FOUPs体系及微环境所用的资料需求不开释及吸附有关悬浮分子污染物的疑问以及对此污染物的去掉办法进行研制，并不断改进中;
(3)操控AMC的过滤器。
这些年尤其是近2～3年来，对操控AMC过滤器的开发及推出有少发展;
A.不开释AMC物质的HEPA/ULPA;
a.低硼超细玻璃纤维过滤器，现已在亚洲及欧洲的IC厂运用较多;
b.多孔聚四氟乙稀(ePTFE)过滤器，为薄膜构造，报价比a要高出十倍摆布。
当时运用尚不多，正在开发下一代的。
B.化学过滤器
当时已推出的化学过滤器首要是：
a.活性炭过滤器，大多数是晶粒状的，有盘片式、蜂窝式等;亦已有活性炭纤维过滤器，具有吸附速度快的特点，报价尚较高;还已有晶粒与纤维粘合的过滤器。
b无纺组成织物上浸渍各种功用晶粒(如活性炭、活性铝，但首要是活性炭)以吸附AMC物质。
至今，据报导，φ300mm园片加工除二条实验出产线外，已有四条出产线(德国一条、美国一条、中国台湾二条)开端运转，对AMC的操控状况，当然不详，但***洁净室环境为ISO5～6级，对***洁净室规划较简单些。能够看到，往后IC出产，其出产环境的污染操控要点必然转到技能设备及园片传、寄存体系的研制及制作上。

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