單向流潔凈室
單向流潔凈室一般有兩種類(lèi)型,即水平流和垂直流。在水平流系統(tǒng)中,氣流是從一面墻流向另一面墻。在垂直流系統(tǒng)中,氣流是從吊頂流向地面。對(duì)要求潔凈室的懸浮粒子濃度或微生物濃度更低的場(chǎng)合,就使用單向氣流。以前稱這類(lèi)潔凈室為“層流”潔凈室。單向流和層流的名稱均說(shuō)明了其氣流的狀況:氣流以一個(gè)方向流動(dòng)(或是垂直的或是水平的),并以一般是0.3米/秒至0.5米/秒(60英尺/分鐘至100英尺/分鐘)的均速流過(guò)整個(gè)空間。由滿布潔凈室吊頂?shù)倪^(guò)濾器向室內(nèi)送風(fēng)。氣流有如一個(gè)空氣活塞,向下流經(jīng)室內(nèi),帶走污染物,然后從地面排出。又在與外部的一些新鮮空氣混合后,再循環(huán)至過(guò)濾器。人員和工藝所產(chǎn)生的懸浮污染可立即被這種空氣清除掉,而紊流通風(fēng)系統(tǒng)采用的是混合與稀釋原理。在一間沒(méi)有任何障礙物的空房間,單向流用比前面提到的低得多的風(fēng)速,就可以很快將污染物清除。但在一個(gè)操作間,機(jī)器以及機(jī)器周?chē)邉?dòng)的人員,會(huì)對(duì)氣流形成障礙。障礙物可以使單向流變成紊流,從而在障礙物周?chē)纬蓺饬鲌F(tuán)。人員的活動(dòng)也可以使單向流變成紊流。在這些紊流中,由于風(fēng)速較低,空氣稀釋程度較小,從而使得污染濃度較高。因此,必須將風(fēng)速保持在0.3米/秒至0.5米/秒(60英尺/分鐘至100英尺/分鐘)的范圍里,以便使中斷的單向流能快速恢復(fù),充分稀釋障礙物周?chē)闪鲄^(qū)的污染。用風(fēng)速可以正確地表示出單向流,因?yàn)轱L(fēng)速越高室內(nèi)就越潔凈。而每小時(shí)換氣次數(shù)與房間的體積有關(guān),如吊頂?shù)母叩?,因此不適合用來(lái)表示單向流。單向流室內(nèi)的送風(fēng)量是紊流室的很多倍(10到100倍)。
潔凈室中的溫濕度控制
潔凈空間的溫濕度主要是根據(jù)工藝要求來(lái)確定,但在滿足工藝要求的條件下,應(yīng)考慮到人的舒適度感。隨著空氣潔凈度要求的提高,出現(xiàn)了工藝對(duì)溫濕度的要求也越來(lái)越嚴(yán)的趨勢(shì)。具體工藝對(duì)溫度的要求以后還要列舉,但作為總的原則看,由于加工精度越來(lái)越精細(xì),所以對(duì)溫度波動(dòng)范圍的要求越來(lái)越小。例如在大規(guī)模集成電路生產(chǎn)的光刻曝光工藝中,作為掩膜板材料的玻璃與硅片的熱膨脹系數(shù)的差要求越來(lái)越小。直徑100 um的硅片,溫度上升1度,就引起了0.24um線性膨脹,所以必須有±0.1度的恒溫,同時(shí)要求濕度值一般較低,因?yàn)槿顺龊挂院?,?duì)產(chǎn)品將有污染,特別是怕鈉的半導(dǎo)體車(chē)間,這種車(chē)間溫度不宜超過(guò)25度,濕度過(guò)高產(chǎn)生的問(wèn)題更多。相對(duì)濕度超過(guò)55%時(shí),冷卻水管壁上會(huì)結(jié)露,如果發(fā)生在精密裝置或電路中,就會(huì)引起各種事故。相對(duì)濕度在50%時(shí)易生銹。此外,濕度太高時(shí)將通過(guò)空氣中的水分子把硅片表面粘著的灰塵化學(xué)吸附在表面難以清除。相對(duì)濕度越高,粘附的越難去掉,但當(dāng)相對(duì)濕度低于30%時(shí),又由于靜電力的作用使粒子也容易吸附于表面,同時(shí)大量半導(dǎo)體器件容易發(fā)生擊穿。對(duì)于硅片生產(chǎn)濕度范圍為35—45%。
潔凈室中的氣流速度規(guī)定
這里要討論的氣流速度是指潔凈室內(nèi)的氣流速度,在其他潔凈空間中的氣流速度在討論具體設(shè)備時(shí)再說(shuō)明。
對(duì)于亂流潔凈室 由于主主要靠空氣的稀釋作用來(lái)減輕室內(nèi)污染的程度,所以主要用換氣次數(shù)這一概念,而不直接用速度的概念,不過(guò)對(duì)室內(nèi)氣流速度也有如下要求;
(1)送風(fēng)口出口氣流速度不宜太大,和單純空調(diào)房間相比,要求速度衰減更快,擴(kuò)散角度更大。
(2)吹過(guò)水平面的氣流速度(例如側(cè)送時(shí)回流速度)不宜太大,以免吹起表面微粒重返氣流,而造成再污染,這一速度一般不宜大干0.2m/s。
大部分凈化廠房尤其電子工業(yè)用的潔凈廠房都有嚴(yán)格的恒溫、恒濕的要求,不僅對(duì)廠房?jī)?nèi)的溫、濕度有嚴(yán)格的要求,而且對(duì)溫度和相對(duì)濕度的波動(dòng)范圍也有嚴(yán)格的要求。因此,在凈化空調(diào)系統(tǒng)的空氣處理上要采取相應(yīng)的措施,例如:夏季要降溫、去濕(因?yàn)橄募臼彝饪諝馐歉邷?、高濕的),冬季要加熱加濕(因?yàn)槎臼彝饪諝馐呛涓稍锏?,室?nèi)濕度過(guò)低會(huì)產(chǎn)生靜電,靜電對(duì)電子產(chǎn)品的生產(chǎn)是致命的)。