การควบคุมอุณหภูมิและความดันอากาศในห้องคลีนรูม

การปกป้องสิ่งแวดล้อมได้รับความสนใจมากขึ้นเรื่อยๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อหมอกควันเพิ่มขึ้น วิศวกรรมห้องคลีนรูมเป็นหนึ่งในมาตรการปกป้องสิ่งแวดล้อม เราจะนำวิศวกรรมห้องคลีนรูมมาใช้อย่างไรให้มีประสิทธิภาพในการปกป้องสิ่งแวดล้อม? มาพูดถึงการควบคุมในงานวิศวกรรมห้องคลีนรูมกัน

การควบคุมอุณหภูมิและความชื้นในห้องคลีนรูม

อุณหภูมิและความชื้นของพื้นที่สะอาดส่วนใหญ่ถูกกำหนดโดยอิงตามข้อกำหนดของกระบวนการ แต่เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดของกระบวนการ ควรคำนึงถึงความสะดวกสบายของมนุษย์ด้วย ด้วยข้อกำหนดด้านความสะอาดของอากาศที่พัฒนาขึ้น แนวโน้มของข้อกำหนดด้านอุณหภูมิและความชื้นในกระบวนการจึงเข้มงวดยิ่งขึ้น

ตามหลักการทั่วไป เนื่องจากความแม่นยำในการประมวลผลที่เพิ่มขึ้น ข้อกำหนดสำหรับช่วงความผันผวนของอุณหภูมิจึงลดลงเรื่อยๆ ยกตัวอย่างเช่น ในกระบวนการพิมพ์หินและการเปิดรับแสงของการผลิตวงจรรวมขนาดใหญ่ ความแตกต่างของค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนระหว่างแผ่นเวเฟอร์แก้วและแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนที่ใช้เป็นวัสดุมาสก์ก็ลดลงเรื่อยๆ

เวเฟอร์ซิลิคอนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 100 ไมโครเมตร จะทำให้เกิดการขยายตัวเชิงเส้น 0.24 ไมโครเมตร เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น 1 องศา ดังนั้น อุณหภูมิจึงคงที่ ± 0.1 องศาเซลเซียส และโดยทั่วไปค่าความชื้นจะต่ำ เนื่องจากหลังจากการอบด้วยความร้อน ผลิตภัณฑ์จะปนเปื้อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในโรงงานเซมิคอนดักเตอร์ที่มีความเสี่ยงต่อโซเดียม อุณหภูมิโรงงานประเภทนี้ไม่ควรเกิน 25 องศาเซลเซียส

ความชื้นสัมพัทธ์ที่สูงเกินไปจะก่อให้เกิดปัญหามากขึ้น เมื่อความชื้นสัมพัทธ์สูงกว่า 55% จะเกิดการควบแน่นบนผนังท่อน้ำหล่อเย็น หากเกิดขึ้นในอุปกรณ์หรือวงจรที่มีความแม่นยำสูง อาจก่อให้เกิดอุบัติเหตุต่างๆ ได้ เมื่อความชื้นสัมพัทธ์สูงกว่า 50% จะเกิดสนิมได้ง่าย นอกจากนี้ เมื่อความชื้นสูงเกินไป ฝุ่นที่เกาะอยู่บนพื้นผิวของแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนจะถูกดูดซับทางเคมีผ่านโมเลกุลของน้ำในอากาศ ซึ่งกำจัดออกได้ยาก

ยิ่งความชื้นสัมพัทธ์สูง การขจัดการยึดเกาะก็จะยิ่งยากขึ้น อย่างไรก็ตาม เมื่อความชื้นสัมพัทธ์ต่ำกว่า 30% อนุภาคต่างๆ ก็จะถูกดูดซับบนพื้นผิวได้ง่ายเนื่องจากแรงไฟฟ้าสถิต และอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์จำนวนมากก็มีแนวโน้มที่จะพังทลาย ช่วงอุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับการผลิตเวเฟอร์ซิลิคอนคือ 35-45%

แรงดันอากาศควบคุมในห้องสะอาด 

สำหรับพื้นที่สะอาดส่วนใหญ่ เพื่อป้องกันมลภาวะจากภายนอกเข้ามา จำเป็นต้องรักษาแรงดันภายใน (แรงดันสถิต) ให้สูงกว่าแรงดันภายนอก (แรงดันสถิต) โดยทั่วไปแล้ว การรักษาความแตกต่างของแรงดันควรเป็นไปตามหลักการต่อไปนี้:

1. แรงดันในพื้นที่สะอาดควรสูงกว่าในพื้นที่ที่ไม่สะอาด

2. แรงดันในพื้นที่ที่มีระดับความสะอาดสูงควรสูงกว่าในพื้นที่ใกล้เคียงที่มีระดับความสะอาดต่ำ

3. ประตูระหว่างห้องสะอาดควรเปิดออกสู่ห้องที่มีระดับความสะอาดสูง

การรักษาความแตกต่างของแรงดันขึ้นอยู่กับปริมาณอากาศบริสุทธิ์ ซึ่งควรจะสามารถชดเชยการรั่วไหลของอากาศจากช่องว่างภายใต้ความแตกต่างของแรงดันนี้ได้ ดังนั้น ความหมายทางกายภาพของความแตกต่างของแรงดันคือความต้านทานของการไหลของอากาศที่รั่วไหล (หรือการแทรกซึม) ผ่านช่องว่างต่างๆ ในห้องสะอาด