تزداد أهمية حماية البيئة، لا سيما مع ازدياد الضباب. وتُعدّ هندسة الغرف النظيفة إحدى إجراءات حماية البيئة. كيف يُمكن الاستفادة من هندسة الغرف النظيفة لتحقيق حماية بيئية جيدة؟ لنتحدث عن التحكم في هندسة الغرف النظيفة.
التحكم في درجة الحرارة والرطوبة في الغرفة النظيفة
تُحدَّد درجة حرارة ورطوبة المساحات النظيفة بشكل أساسي بناءً على متطلبات العملية، ولكن عند تلبية هذه المتطلبات، يجب مراعاة راحة الإنسان. مع تحسُّن متطلبات نظافة الهواء، هناك اتجاه لتشديد متطلبات درجة الحرارة والرطوبة في العملية.
كقاعدة عامة، ومع تزايد دقة المعالجة، تتقلص متطلبات نطاق تقلبات درجة الحرارة باستمرار. على سبيل المثال، في عملية الطباعة الحجرية والتعرض لإنتاج الدوائر المتكاملة واسعة النطاق، يتقلص الفرق في معامل التمدد الحراري بين رقائق الزجاج والسيليكون المستخدمة كمواد للقناع بشكل متزايد.
رقاقة سيليكون بقطر 100 ميكرومتر تُسبب تمددًا خطيًا قدره 0.24 ميكرومتر عند ارتفاع درجة الحرارة درجة واحدة. لذلك، يلزم الحفاظ على درجة حرارة ثابتة تبلغ ± 0.1 درجة مئوية، وتكون نسبة الرطوبة منخفضة عمومًا، لأن المنتج سيتلوث بعد التعرق، خاصةً في ورش أشباه الموصلات التي تخشى الصوديوم. يجب ألا تتجاوز درجة الحرارة في هذا النوع من الورش 25 درجة مئوية.
تُسبب الرطوبة الزائدة مشاكل أكثر. فعندما تتجاوز الرطوبة النسبية 55%، يتكثف الماء على جدار أنبوب مياه التبريد. وفي حال حدوثه في الأجهزة أو الدوائر الدقيقة، فقد يُسبب حوادث مُختلفة. وعندما تصل الرطوبة النسبية إلى 50%، يكون الصدأ سهلاً. بالإضافة إلى ذلك، عند ارتفاع الرطوبة، يُمتص الغبار المُلتصق بسطح رقاقة السيليكون كيميائيًا عبر جزيئات الماء في الهواء، مما يُصعّب إزالته.
كلما ارتفعت الرطوبة النسبية، زادت صعوبة إزالة الالتصاق. ومع ذلك، عندما تكون الرطوبة النسبية أقل من 30%، تُمتص الجسيمات بسهولة على السطح بفعل القوة الكهروستاتيكية، ويكون عدد كبير من أجهزة أشباه الموصلات عرضة للتلف. يتراوح نطاق درجة الحرارة الأمثل لإنتاج رقائق السيليكون بين 35% و45%.
ضغط الهواءيتحكمفي غرفة نظيفة
في معظم المساحات النظيفة، ولمنع غزو التلوث الخارجي، من الضروري الحفاظ على ضغط داخلي (ضغط ثابت) أعلى من الضغط الخارجي. وينبغي أن يتوافق الحفاظ على فرق الضغط عمومًا مع المبادئ التالية:
1. يجب أن يكون الضغط في الأماكن النظيفة أعلى من الضغط في الأماكن غير النظيفة.
2. يجب أن يكون الضغط في الأماكن ذات مستويات النظافة العالية أعلى من الضغط في الأماكن المجاورة ذات مستويات النظافة المنخفضة.
3. يجب فتح الأبواب بين الغرف النظيفة باتجاه الغرف ذات مستويات النظافة العالية.
يعتمد الحفاظ على فرق الضغط على كمية الهواء النقي، والتي يجب أن تكون قادرة على تعويض تسرب الهواء من الفجوة تحت هذا الفرق. لذا، فإن المعنى الفيزيائي لفرق الضغط هو مقاومة تدفق الهواء المتسرب (أو المتسلل) عبر فجوات مختلفة في الغرفة النظيفة.
وقت النشر: ٢١ يوليو ٢٠٢٣