క్లీన్ రూమ్‌లో గాలి ప్రవాహ వ్యవస్థను ప్రభావితం చేసే కారకాలు ఏమిటి?

IC తయారీ పరిశ్రమలో చిప్ దిగుబడి రేటు, చిప్‌పై పేరుకుపోయే గాలి కణాల పరిమాణం మరియు సంఖ్యతో దగ్గరి సంబంధం కలిగి ఉంటుంది. ఒక మంచి గాలి ప్రవాహ వ్యవస్థ, ధూళి మూలం నుండి ఉత్పన్నమయ్యే కణాలను క్లీన్ రూమ్ నుండి దూరంగా తీసుకువెళ్లి, క్లీన్ రూమ్ యొక్క పరిశుభ్రతను నిర్ధారిస్తుంది. అంటే, IC ఉత్పత్తి దిగుబడి రేటులో క్లీన్ రూమ్‌లోని గాలి ప్రవాహ వ్యవస్థ కీలక పాత్ర పోషిస్తుంది. క్లీన్ రూమ్‌లోని గాలి ప్రవాహ వ్యవస్థ రూపకల్పన ఈ క్రింది లక్ష్యాలను సాధించాల్సి ఉంటుంది: హానికరమైన కణాలు నిలిచిపోకుండా నివారించడానికి ప్రవాహ క్షేత్రంలోని సుడిగుండాలను తగ్గించడం లేదా తొలగించడం; క్రాస్ కంటామినేషన్‌ను నివారించడానికి తగిన సానుకూల పీడన ప్రవణతను నిర్వహించడం.

గాలి ప్రవాహ శక్తి

క్లీన్ రూమ్ సూత్రం ప్రకారం, కణాలపై పనిచేసే బలాలలో ద్రవ్యరాశి బలం, అణు బలం, కణాల మధ్య ఆకర్షణ, గాలి ప్రవాహ బలం మొదలైనవి ఉంటాయి.

గాలి ప్రవాహ బలం: కణాలను తీసుకువెళ్ళడానికి, సరఫరా, తిరుగు ప్రయాణ గాలి, ఉష్ణ ప్రసరణ గాలి, కృత్రిమ కదలిక మరియు ఒక నిర్దిష్ట ప్రవాహ రేటు గల ఇతర గాలి ప్రవాహాల వలన కలిగే గాలి ప్రవాహ బలాన్ని ఇది సూచిస్తుంది. క్లీన్ రూమ్ వాతావరణం యొక్క సాంకేతిక నియంత్రణకు, గాలి ప్రవాహ బలం అత్యంత ముఖ్యమైన అంశం.

గాలి ప్రవాహ కదలికలో, కణాలు దాదాపు అదే వేగంతో గాలి ప్రవాహ కదలికను అనుసరిస్తాయని ప్రయోగాలు చూపించాయి. గాలిలోని కణాల స్థితి గాలి ప్రవాహ పంపిణీ ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. ఇండోర్ కణాలను ప్రభావితం చేసే గాలి ప్రవాహాలలో ప్రధానంగా ఇవి ఉంటాయి: గాలి సరఫరా ప్రవాహం (ప్రాథమిక గాలి ప్రవాహం మరియు ద్వితీయ గాలి ప్రవాహంతో సహా), ప్రజలు నడవడం వల్ల కలిగే గాలి ప్రవాహం మరియు ఉష్ణ ప్రసరణ గాలి ప్రవాహం, మరియు ప్రక్రియ నిర్వహణ మరియు పారిశ్రామిక పరికరాల వల్ల కలిగే గాలి ప్రవాహం. విభిన్న గాలి సరఫరా పద్ధతులు, వేగపు ఇంటర్‌ఫేస్‌లు, ఆపరేటర్లు మరియు పారిశ్రామిక పరికరాలు, మరియు క్లీన్ రూమ్‌లలో ప్రేరేపిత దృగ్విషయాలు అన్నీ శుభ్రత స్థాయిని ప్రభావితం చేసే కారకాలు.

గాలి ప్రవాహ వ్యవస్థను ప్రభావితం చేసే కారకాలు

1. గాలి సరఫరా పద్ధతి యొక్క ప్రభావం

(1). గాలి సరఫరా వేగం

ఏకరీతి గాలి ప్రవాహాన్ని నిర్ధారించడానికి, ఏకదిశ క్లీన్ రూమ్‌లో గాలి సరఫరా వేగం ఏకరీతిగా ఉండాలి; గాలి సరఫరా ఉపరితలం యొక్క డెడ్ జోన్ చిన్నదిగా ఉండాలి; మరియు ULPAలో పీడన తగ్గుదల కూడా ఏకరీతిగా ఉండాలి.

ఏకరీతి గాలి సరఫరా వేగం: అంటే, గాలి ప్రవాహంలోని అసమానత ±20% లోపల నియంత్రించబడుతుంది.

గాలి సరఫరా ఉపరితలంపై డెడ్ జోన్‌ను తగ్గించడం: ULPA ఫ్రేమ్ యొక్క సమతల వైశాల్యాన్ని తగ్గించడమే కాకుండా, మరింత ముఖ్యంగా, రిడండెంట్ ఫ్రేమ్‌ను సరళీకృతం చేయడానికి మాడ్యులర్ FFUను అవలంబించాలి.

నిలువుగా ఒకే దిశలో గాలి ప్రవాహాన్ని నిర్ధారించడానికి, ఫిల్టర్ యొక్క పీడన తగ్గుదల ఎంపిక కూడా చాలా ముఖ్యం, దీనికి ఫిల్టర్‌లోని పీడన నష్టం విచలనం చెందకూడదు.

(2). FFU వ్యవస్థ మరియు యాక్సియల్ ఫ్లో ఫ్యాన్ వ్యవస్థ మధ్య పోలిక

FFU అనేది ఒక ఫ్యాన్ మరియు ఫిల్టర్ (ULPA) కలిగిన గాలి సరఫరా యూనిట్. FFU యొక్క సెంట్రిఫ్యూగల్ ఫ్యాన్ ద్వారా గాలి లోపలికి పీల్చబడిన తర్వాత, గాలి వాహికలో డైనమిక్ పీడనం స్టాటిక్ పీడనంగా మార్చబడి, ULPA ద్వారా సమానంగా బయటకు పంపబడుతుంది. సీలింగ్‌పై గాలి సరఫరా పీడనం నెగటివ్ పీడనంగా ఉంటుంది, అందువల్ల ఫిల్టర్‌ను మార్చినప్పుడు క్లీన్ రూమ్‌లోకి దుమ్ము లీక్ అవ్వదు. గాలి బయటకు వెళ్లే ఏకరూపత, గాలి ప్రవాహ సమాంతరత మరియు వెంటిలేషన్ సామర్థ్య సూచిక పరంగా యాక్సియల్ ఫ్లో ఫ్యాన్ సిస్టమ్ కంటే FFU సిస్టమ్ ఉన్నతమైనదని ప్రయోగాలు నిరూపించాయి. దీనికి కారణం FFU సిస్టమ్ యొక్క గాలి ప్రవాహ సమాంతరత మెరుగ్గా ఉండటమే. FFU సిస్టమ్‌ను ఉపయోగించడం వల్ల క్లీన్ రూమ్‌లో గాలి ప్రవాహాన్ని మరింత వ్యవస్థీకృతం చేయవచ్చు.

(3). FFU యొక్క సొంత నిర్మాణం యొక్క ప్రభావం

FFU ప్రధానంగా ఫ్యాన్లు, ఫిల్టర్లు, గాలి ప్రవాహ మార్గదర్శక పరికరాలు మరియు ఇతర భాగాలతో కూడి ఉంటుంది. క్లీన్ రూమ్ రూపకల్పనకు అవసరమైన శుభ్రతను సాధించగలదా లేదా అనేదానికి అల్ట్రా-హై ఎఫిషియెన్సీ ఫిల్టర్ ULPA అత్యంత ముఖ్యమైన హామీ. ఫిల్టర్ యొక్క పదార్థం కూడా ప్రవాహ క్షేత్రం యొక్క ఏకరూపతను ప్రభావితం చేస్తుంది. ఫిల్టర్ అవుట్‌లెట్‌కు ముతక ఫిల్టర్ పదార్థాన్ని లేదా లామినార్ ఫ్లో ప్లేట్‌ను జోడించినప్పుడు, అవుట్‌లెట్ ప్రవాహ క్షేత్రాన్ని సులభంగా ఏకరూపంగా చేయవచ్చు.

2. పరిశుభ్రత యొక్క విభిన్న వేగ ఇంటర్‌ఫేస్‌ల ప్రభావం

అదే క్లీన్ రూమ్‌లో, నిలువు ఏకదిశా ప్రవాహం యొక్క పని చేసే ప్రాంతానికి మరియు పని చేయని ప్రాంతానికి మధ్య, ULPA అవుట్‌లెట్ వద్ద గాలి వేగంలో తేడా కారణంగా, ఆ సరిహద్దు వద్ద ఒక మిశ్రమ సుడిగుండ ప్రభావం ఏర్పడుతుంది, మరియు ఈ సరిహద్దు అత్యంత అధిక గాలి కల్లోల తీవ్రతతో కూడిన అల్లకల్లోల గాలి ప్రవాహ ప్రాంతంగా మారుతుంది. కణాలు పరికరాల ఉపరితలానికి చేరి, పరికరాలను మరియు వేఫర్‌లను కలుషితం చేయవచ్చు.

3. సిబ్బంది మరియు పరికరాల ప్రభావం

క్లీన్ రూమ్ ఖాళీగా ఉన్నప్పుడు, గదిలోని గాలి ప్రవాహ లక్షణాలు సాధారణంగా డిజైన్ అవసరాలకు అనుగుణంగా ఉంటాయి. పరికరాలు క్లీన్ రూమ్‌లోకి ప్రవేశించిన తర్వాత, సిబ్బంది కదలడం మరియు ఉత్పత్తులు రవాణా చేయబడటం వలన, గాలి ప్రవాహ వ్యవస్థకు అనివార్యంగా ఆటంకాలు ఏర్పడతాయి. ఉదాహరణకు, పరికరాల యొక్క బయటకు పొడుచుకు వచ్చిన మూలలు లేదా అంచుల వద్ద, గాలి దారి మళ్లి ఒక అల్లకల్లోల మండలాన్ని ఏర్పరుస్తుంది, మరియు ఆ మండలంలోని ద్రవం గాలి ద్వారా సులభంగా కొట్టుకుపోదు, తద్వారా కాలుష్యం ఏర్పడుతుంది. అదే సమయంలో, నిరంతర ఆపరేషన్ కారణంగా పరికరాల ఉపరితలం వేడెక్కుతుంది, మరియు ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసం యంత్రం దగ్గర ఒక రీఫ్లో జోన్‌ను సృష్టిస్తుంది, ఇది రీఫ్లో జోన్‌లో కణాల పేరుకుపోవడాన్ని పెంచుతుంది. అదే సమయంలో, అధిక ఉష్ణోగ్రత కణాలు సులభంగా బయటకు వెళ్ళేలా చేస్తుంది. ఈ ద్వంద్వ ప్రభావం మొత్తం నిలువు లామినార్ శుభ్రతను నియంత్రించడంలో ఉన్న కష్టాన్ని మరింత తీవ్రతరం చేస్తుంది. క్లీన్ రూమ్‌లోని ఆపరేటర్ల నుండి వచ్చే ధూళి ఈ రీఫ్లో జోన్‌లలోని వేఫర్‌లకు చాలా సులభంగా అంటుకుంటుంది.

4. రిటర్న్ ఎయిర్ ఫ్లోర్ ప్రభావం

నేల గుండా ప్రవహించే తిరుగు ప్రయాణపు గాలి నిరోధకత భిన్నంగా ఉన్నప్పుడు, పీడన వ్యత్యాసం ఏర్పడుతుంది, తద్వారా గాలి తక్కువ నిరోధకత ఉన్న దిశలో ప్రవహిస్తుంది మరియు ఏకరీతి గాలి ప్రవాహం లభించదు. ప్రస్తుతం ప్రాచుర్యంలో ఉన్న డిజైన్ పద్ధతి ఎత్తైన అంతస్తులను ఉపయోగించడం. ఎత్తైన అంతస్తులను 10% వరకు తెరిచినప్పుడు, గదిలోని పని చేసే ఎత్తులో గాలి ప్రవాహ వేగాన్ని సమానంగా పంపిణీ చేయవచ్చు. దీనికి అదనంగా, నేల కాలుష్యానికి కారణమయ్యే మూలాలను తగ్గించడానికి శుభ్రపరిచే పనిపై ప్రత్యేక శ్రద్ధ వహించాలి.

5. ప్రేరణ దృగ్విషయం

ఏకరీతి ప్రవాహానికి వ్యతిరేక దిశలో గాలి ప్రవాహం ఏర్పడినప్పుడు, గదిలో లేదా సమీపంలోని కలుషిత ప్రాంతంలో ఉన్న దుమ్ము గాలి వీచే దిశకు నెట్టబడి, చిప్‌ను కలుషితం చేసే దృగ్విషయాన్ని ఇండక్షన్ దృగ్విషయం అంటారు. సాధ్యమయ్యే ఇండక్షన్ దృగ్విషయాలు ఈ క్రింది విధంగా ఉన్నాయి:

(1). బ్లైండ్ ప్లేట్

నిలువు ఏకదిశా ప్రవాహం ఉన్న క్లీన్ రూమ్‌లో, గోడపై ఉండే జాయింట్ల కారణంగా, సాధారణంగా పెద్ద బ్లైండ్ ప్లేట్లు ఉంటాయి, ఇవి స్థానిక రిటర్న్ ఫ్లోలో టర్బులెన్స్‌ను సృష్టిస్తాయి.

(2). దీపాలు

క్లీన్ రూమ్‌లోని లైటింగ్ పరికరాలు ఎక్కువ ప్రభావాన్ని చూపుతాయి. ఫ్లోరోసెంట్ దీపాల వేడి వల్ల గాలి ప్రవాహం పైకి లేస్తుంది కాబట్టి, వాటి కింద గాలి అల్లకల్లోల ప్రాంతం ఉండదు. సాధారణంగా, గాలి ప్రవాహ వ్యవస్థీకరణపై దీపాల ప్రభావాన్ని తగ్గించడానికి, క్లీన్ రూమ్‌లోని దీపాలను కన్నీటి చుక్క ఆకారంలో రూపొందిస్తారు.

(3.) గోడల మధ్య ఖాళీలు

విభిన్న శుభ్రత స్థాయిలు గల విభజనల మధ్య లేదా విభజనలకు మరియు పైకప్పులకు మధ్య ఖాళీలు ఉన్నప్పుడు, తక్కువ శుభ్రత అవసరాలు గల ప్రాంతంలోని దుమ్ము, అధిక శుభ్రత అవసరాలు గల ప్రక్క ప్రాంతానికి బదిలీ కావచ్చు.

(4). యంత్రానికి మరియు నేల లేదా గోడకు మధ్య దూరం

యంత్రానికి మరియు నేలకు లేదా గోడకు మధ్య దూరం చాలా తక్కువగా ఉంటే, అది రీబౌండ్ టర్బులెన్స్‌కు కారణమవుతుంది. అందువల్ల, పరికరానికి మరియు గోడకు మధ్య దూరం ఉంచి, యంత్రం నేరుగా నేలను తాకకుండా ఉండేందుకు దానిని పైకి ఎత్తండి.