การควบคุมอุณหภูมิและความดันอากาศในห้องปลอดเชื้อ

การรักษาสิ่งแวดล้อมได้รับความสนใจมากขึ้นเรื่อยๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงที่สภาพอากาศมีหมอกควันเพิ่มมากขึ้น วิศวกรรมห้องปลอดเชื้อเป็นหนึ่งในมาตรการรักษาสิ่งแวดล้อม เราจะนำวิศวกรรมห้องปลอดเชื้อมาใช้ให้เกิดประโยชน์สูงสุดในการรักษาสิ่งแวดล้อมได้อย่างไร? เรามาพูดคุยเกี่ยวกับการควบคุมในวิศวกรรมห้องปลอดเชื้อกัน

การควบคุมอุณหภูมิและความชื้นในห้องปลอดเชื้อ

อุณหภูมิและความชื้นของพื้นที่สะอาดส่วนใหญ่กำหนดตามข้อกำหนดของกระบวนการ แต่เมื่อต้องปฏิบัติตามข้อกำหนดของกระบวนการแล้ว ควรคำนึงถึงความสะดวกสบายของมนุษย์ด้วย เนื่องจากข้อกำหนดด้านความสะอาดของอากาศได้รับการพัฒนาขึ้น จึงมีแนวโน้มที่จะกำหนดข้อกำหนดที่เข้มงวดมากขึ้นสำหรับอุณหภูมิและความชื้นในกระบวนการผลิต

โดยหลักการทั่วไปแล้ว เนื่องจากความแม่นยำในการประมวลผลที่เพิ่มขึ้น ความต้องการช่วงความผันผวนของอุณหภูมิจึงลดลงเรื่อยๆ ตัวอย่างเช่น ในกระบวนการพิมพ์หินและการฉายแสงในการผลิตวงจรรวมขนาดใหญ่ ความแตกต่างของสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนระหว่างแผ่นเวเฟอร์แก้วและซิลิคอนที่ใช้เป็นวัสดุทำหน้ากากนั้นลดลงอย่างมาก

แผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 100 ไมโครเมตร จะเกิดการขยายตัวเชิงเส้น 0.24 ไมโครเมตร เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น 1 องศา ดังนั้นจึงจำเป็นต้องรักษาอุณหภูมิให้คงที่ที่ ± 0.1 องศาเซลเซียส และโดยทั่วไปแล้วความชื้นควรต่ำ เพราะหากเกิดการควบแน่น ผลิตภัณฑ์จะปนเปื้อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในโรงงานผลิตเซมิคอนดักเตอร์ที่กังวลเรื่องโซเดียม โรงงานประเภทนี้ไม่ควรมีอุณหภูมิเกิน 25 องศาเซลเซียส

ความชื้นที่มากเกินไปก่อให้เกิดปัญหามากขึ้น เมื่อความชื้นสัมพัทธ์เกิน 55% จะเกิดการควบแน่นบนผนังท่อน้ำหล่อเย็น หากเกิดขึ้นในอุปกรณ์หรือวงจรที่มีความแม่นยำสูง อาจทำให้เกิดอุบัติเหตุต่างๆ ได้ เมื่อความชื้นสัมพัทธ์อยู่ที่ 50% จะเกิดสนิมได้ง่าย นอกจากนี้ เมื่อความชื้นสูงเกินไป ฝุ่นที่เกาะอยู่บนพื้นผิวของแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนจะถูกดูดซับทางเคมีบนพื้นผิวผ่านโมเลกุลของน้ำในอากาศ ซึ่งยากต่อการกำจัด

ยิ่งความชื้นสัมพัทธ์สูงเท่าไร การกำจัดคราบเกาะติดก็จะยิ่งยากขึ้นเท่านั้น อย่างไรก็ตาม เมื่อความชื้นสัมพัทธ์ต่ำกว่า 30% อนุภาคต่างๆ ก็สามารถเกาะติดบนพื้นผิวได้ง่ายเช่นกันเนื่องจากแรงไฟฟ้าสถิต และอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์จำนวนมากก็มีแนวโน้มที่จะเสียหายได้ง่าย ช่วงอุณหภูมิที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการผลิตแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนคือ 35-45%

ความดันอากาศควบคุมในห้องปลอดเชื้อ 

สำหรับพื้นที่สะอาดส่วนใหญ่ เพื่อป้องกันมลพิษจากภายนอกไม่ให้เข้ามา จำเป็นต้องรักษาระดับความดันภายใน (ความดันสถิต) ให้สูงกว่าความดันภายนอก (ความดันสถิต) โดยทั่วไป การรักษาระดับความแตกต่างของความดันควรเป็นไปตามหลักการดังต่อไปนี้:

1. ความดันในพื้นที่สะอาดควรสูงกว่าความดันในพื้นที่ที่ไม่สะอาด

2. ความดันในพื้นที่ที่มีระดับความสะอาดสูงควรสูงกว่าความดันในพื้นที่ที่อยู่ติดกันซึ่งมีระดับความสะอาดต่ำ

3. ประตูระหว่างห้องปลอดเชื้อควรเปิดไปทางห้องที่มีระดับความสะอาดสูง

การรักษาระดับความแตกต่างของความดันขึ้นอยู่กับปริมาณอากาศบริสุทธิ์ ซึ่งจะต้องสามารถชดเชยการรั่วไหลของอากาศจากช่องว่างภายใต้ความแตกต่างของความดันนี้ได้ ดังนั้นความหมายทางกายภาพของความแตกต่างของความดันก็คือ ความต้านทานต่อการรั่วไหล (หรือการแทรกซึม) ของอากาศผ่านช่องว่างต่างๆ ในห้องปลอดเชื้อ