خصائص إنشاء غرف نظيفة عالية المستوى في المصانع الإلكترونية

1. متطلبات عملية الإنتاج في المصانع الإلكترونية لبيئة خاضعة للرقابة

تعتمد المصانع الإلكترونية، مثل مصانع الإلكترونيات الدقيقة (IC) للدوائر المتكاملة واسعة النطاق (LSI)، والدوائر المتكاملة واسعة النطاق جدًا (VLSI)، ومصانع الإلكترونيات البصرية لشاشات الكريستال السائل (LCD)، وشاشات الكريستال السائل ذات الترانزستور الرقيق (TFT - LCD)، ولوحات عرض البلازما (PDP)، والثنائيات الباعثة للضوء (LED)، والثنائيات الباعثة للضوء العضوية (OLED)، والثنائيات الباعثة للضوء العضوية البوليمرية (PLED)، على بيئة إنتاج نظيفة. لا تشمل البيئة المطلوبة حاويات المباني والهياكل والهواء والماء والغازات والمذيبات والمواد الخام الأخرى فحسب، بل تشمل أيضًا عوامل بيئية مختلفة مثل الصوت والضوء والكهرباء والمغناطيسية والاهتزاز. على سبيل المثال: شكل المبنى وارتفاعه، وقدرة تحمل الهيكل، ومواد التشطيب لهيكل الحاوية؛ ونظافة الهواء المحيط ودرجة حرارته ورطوبته وضغطه الساكن؛ ونقاء ومحتوى الجسيمات والمعادن الثقيلة في الماء والغازات؛ بالإضافة إلى الضوضاء البيئية، والإضاءة، والكهرباء الساكنة، والحجب الكهرومغناطيسي، والاهتزازات الدقيقة. بشكل عام، يمكن تلخيص متطلبات عملية الإنتاج في مصانع الإلكترونيات للبيئة بخمس سمات: الاتساع، والنظافة، والدقة، والنقاء، والصرامة.

كبيرة: تتطلب عملية الإنتاج توسعة مساحة الغرف النظيفة باستمرار. لنأخذ مساحة الغرفة النظيفة لإنتاج شاشات TFT-LCD كمثال. تبلغ مساحة الغرفة النظيفة لإنتاج شاشات TFT من الجيل الخامس حوالي 28,000 متر مربع؛ وحوالي 40,000 متر مربع لإنتاج شاشات TFT من الجيل السادس؛ وتتجاوز مساحة الغرفة النظيفة الواحدة لإنتاج شاشات TFT من الجيل الثامن 80,000 متر مربع، وهي مساحة كافية لاستيعاب أكثر من 20 طائرة بوينج 747.

النظافة: تخضع الغرف النظيفة في العمليات الأولية لتصنيع الإلكترونيات الدقيقة (IC) والإلكترونيات البصرية (TFT-LCD) في مصانع الإلكترونيات لمتطلبات نظافة بيئية متزايدة الصرامة. على سبيل المثال، يصل مستوى النظافة المطلوب لغرفة الطباعة الضوئية في العمليات الأولية لرقاقات VLSI مقاس 12 بوصة إلى الفئة 1 (0.1 ميكرومتر)، مما يعني أن عدد الجسيمات التي تزيد عن 0.1 ميكرومتر في كل قدم مكعب من الهواء يجب ألا يتجاوز 1، وهو ما يعادل الفئة 1 وفقًا لمعايير ISO.

الدقة: تتطلب عملية الإنتاج في مصانع الإلكترونيات دقة متزايدة للتحكم في درجة حرارة ورطوبة الهواء المحيط. لنأخذ غرفة الطباعة الضوئية في الإلكترونيات الدقيقة المذكورة أعلاه كمثال: دقة درجة الحرارة فيها ± 0.1 درجة مئوية، ودقة الرطوبة النسبية ± 3%.

·نقية: تتطلب عملية الإنتاج الأولية للدوائر المتكاملة واسعة النطاق متطلبات صارمة متزايدة فيما يتعلق بنقاء الماء عالي النقاء، والغازات عالية النقاء، والمذيبات عالية النقاء المستخدمة في الإنتاج. على سبيل المثال، لا تقتصر متطلبات الماء عالي النقاء على مقاومته، بل تشمل أيضًا متطلبات صارمة فيما يتعلق بالجسيمات والبكتيريا والمعادن الثقيلة والمكونات الأيونية للعناصر الأخرى التي يحتويها. ومع تطور عملية الإنتاج، تزداد متطلبات نقائه باستمرار، ليصبح "نقيًا وأنقى".

صارم: يخضع الإنتاج في صناعة الإلكترونيات لمتطلبات صارمة، ليس فقط فيما يتعلق بنظافة البيئة ودرجة الحرارة والرطوبة، بل أيضًا لعوامل بيئية مثل الصوت (الضوضاء)، والضوء (الإضاءة)، والكهرباء (الكهرباء الساكنة)، والمغناطيسية (حجب المجال الكهرومغناطيسي)، والاهتزاز (الاهتزازات الدقيقة). وفي مجال إنتاج الإلكترونيات الدقيقة، طُرحت متطلبات جديدة وصارمة للتلوث البيئي على المستوى الجزيئي. ويشير التلوث الجزيئي إلى الرقابة الصارمة على العناصر الضارة بعمليات أشباه الموصلات في الهواء المحيط، مثل الصوديوم (Na)، والكربون (COx)، والكبريت (SOx)، والنيتروجين (NOx). لذلك، عند معالجة الهواء، يُستخدم رش الماء (باستخدام ماء الصنبور أو الماء النقي) لامتصاص المكونات الجزيئية الضارة في الهواء الخارجي، وتُستخدم المرشحات الكيميائية لامتصاص المكونات الجزيئية الضارة في الهواء النقي.

2. تعتمد غرف العمليات النظيفة عالية المستوى في المصانع الإلكترونية في الغالب على غرف العمليات النظيفة ذات التدفق المختلط

من أجل تقليل الاستثمار الأولي في البناء واستهلاك الطاقة التشغيلية للغرف النظيفة، في الغرف النظيفة عالية المستوى للمصانع الإلكترونية، يتم استخدام التدفق أحادي الاتجاه الرأسي بمستويات تنقية عالية من الفئة ISO 1 إلى الفئة ISO 5 بشكل عام في أهم أجزاء عملية الإنتاج وأكثرها أهمية. يتم استخدام التدفق غير أحادي الاتجاه ذو المساحة الكبيرة (الفئة ISO 6 - الفئة ISO 8) بدلاً من التدفق أحادي الاتجاه ذو المساحة الكبيرة. أي أنه يتم دمج التدفق أحادي الاتجاه الرأسي والتدفق غير أحادي الاتجاه في غرفة نظيفة واحدة لتشكيل غرفة نظيفة مختلطة التدفق. يعتمد نظام تكييف الهواء لتنقية الغرفة النظيفة مختلطة التدفق بشكل عام على مخطط إمداد الهواء لوحدة تعويض الهواء (MAU) + وحدة فلتر المروحة (FFU) + ملف التبريد الجاف (DC). تتميز غرف التنظيف المختلطة، المُستخدمة على نطاق واسع في مصانع إنتاج الإلكترونيات الدقيقة والبصريات واسعة النطاق في الداخل والخارج، بسهولة التعديل، وتوفير الطاقة بشكل ملحوظ، ومرونة عالية، وقابلية للتكيف مع تحديثات صناعة الإلكترونيات، والقدرة على توفير مساحات غير إنتاجية. إنها أفضل نظام لمعالجة الهواء، وأفضل نظام لإمداد الهواء.

تحتوي وحدة تعويض الهواء (MAU) في المخطط على خمس مهام رئيسية:

(1) يجب أن تحافظ وحدة التحكم في الهواء (MAU) على الضغط الإيجابي في غرفة العمليات النظيفة، وتوفر كمية كافية من الهواء النقي لتعويض هواء العادم من معدات المعالجة، وذلك لمنع تسرب الهواء الخارجي الملوث. وبشكل عام، يجب أن يكون حجم الهواء النقي مساويًا لمجموع حجم هواء العادم في غرفة العمليات النظيفة وحجم الهواء المتسرب للحفاظ على الضغط الإيجابي الداخلي.

(2) يجب أن تضمن وحدة MAU الرطوبة النسبية المطلوبة في الغرفة النظيفة. لذلك، يجب أن تتمتع وحدة MAU بقدرة تبريد وإزالة رطوبة كافية في الصيف، وفي الشتاء، يلزم اتخاذ تدابير ترطيب معينة.

(3) يجب تركيب مرشحات متعددة المراحل (مرشحات ذات تأثير خشن، ومرشحات ذات تأثير متوسط، ومرشحات ذات كفاءة عالية) في وحدة MAU لحماية مرشح الكفاءة العالية للغاية في طرف وحدة FFU.

(4) يجب أن تكون وحدة MAU قادرة على امتصاص وامتصاص مكونات الغازات الضارة في الغلاف الجوي الخارجي للقضاء على التلوث الجزيئي في الهواء النقي. ولهذا الغرض، يجب تركيب غرفة رش مائي فيها لامتصاص العناصر الضارة مثل النيتروجين والكبريت. تحتوي غرفة الرش المائي على نظام رش مائي أحادي ومرحلتين (رش بماء الصنبور في المرحلة الأولى، وماء نقي في المرحلة الثانية). وفي الوقت نفسه، يجب تركيب مرشح كيميائي (مرشح كربون منشط) لامتصاص المكونات الجزيئية الضارة في الهواء النقي.

(5) شمال النهر الأصفر، وخاصةً في المنطقة الشمالية الشرقية من الصين، تنخفض درجة حرارة الهواء الخارجي شتاءً بعشرات الدرجات تحت الصفر. لذلك، يجب مراعاة تدابير التدفئة المسبقة المضادة للتجمد في منطقة MAU الشمالية.

وحدة فلتر المروحة (FFU) في هذا المخطط تضمن نظافة عالية المستوى في غرفة العمليات النظيفة. ووفقًا لمتطلبات النظافة، يمكن أن يكون فلتر وحدة FFU عالي الكفاءة (H14) أو فائق الكفاءة (U15، U16، U17).

متطلبات الأداء لـ FFU:

(1) يجب أن تكون سرعة الهواء المقطعية v لمخرج FFU ≥ 0.45 م/ث؛ ويجب أن تكون انتظام سرعة الهواء المقطعية ± 15%.

(2) يجب أن يكون الضغط الثابت الخارجي لوحدة FFU ≥ 120 باسكال.

(3) يجب أن تكون الضوضاء الخارجية لـ FFU ≤ 50 ديسيبل (أ).

(4) يجب أن تكون مدة خدمة مروحة FFU 5000 - 8000 ساعة.

شركة سوتشو للآلات الدوائية المحدودة

2025/11/20

جينو