亂流潔凈室的主要特點是從來流到出流(從送風(fēng)口到回風(fēng)口)之間氣流的流通截面是變化的,潔凈室截面比送風(fēng)口截面大得多,因而不能在全室截面或者在全室工作區(qū)截面形成勻速氣流。所以,送風(fēng)口以后的流線彼此有很大或者越來越大的夾角,曲率半徑很小,氣流在室內(nèi)不可能以單一方向流動,將會彼此撞擊,將有回流、旋渦產(chǎn)生。這就決定亂流潔凈室的流態(tài)實質(zhì)是:突變流;非均勻流。
這比用紊流來描述亂流潔凈室更確切、更。紊流主要決定于雷諾數(shù),也就是主要受流速的影響,但是如果采用一個過濾器頂送的送風(fēng)形式,則即使流速極低,也要產(chǎn)生上述各種結(jié)果,這就因為它是一個突變流和非均勻流。因此這種情況下不僅有流層之間因紊流流動而發(fā)生的摻混,而且還有全室范圍內(nèi)的大的回流、旋渦所發(fā)生的摻混。
潔凈空間的溫濕度主要是根據(jù)工藝要求來確定,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)了工藝對溫濕度的要求也越來越嚴的趨勢。具體工藝對溫度的要求以后還要列舉,但作為總的原則看,由于加工精度越來越精細,所以對溫度波動范圍的要求越來越小。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,同時要求濕度值一般較低,因為人出汗以后,對產(chǎn)品將有污染,特別是怕鈉的半導(dǎo)體車間,這種車間溫度不宜超過25度,濕度過高產(chǎn)生的問題更多。
相對濕度超過55%時,冷卻水管壁上會結(jié)露,如果發(fā)生在精密裝置或電路中,就會引起各種事故。相對濕度在50%時易生銹。此外,濕度太高時將通過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。相對濕度越高,粘附的越難去掉,但當(dāng)相對濕度低于30%時,又由于靜電力的作用使粒子也容易吸附于表面,同時大量半導(dǎo)體器件容易發(fā)生擊穿。對于硅片生產(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)備時再說明。
對于亂流潔凈室 由于主主要靠空氣的稀釋作用來減輕室內(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,不過對室內(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,擴散角度更大。
(2)吹過水平面的氣流速度(例如側(cè)送時回流速度)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。
對于平行流潔凈室《習(xí)慣上稱層流潔凈室,由于主要靠氣流的“活塞打擠壓作用排除行染,所以截面上的速度就是非常重要的指標(biāo)。過去都參考美國20gB標(biāo)準,采用0.45m/s.但人們也都了解到這樣大速度所需要的通風(fēng)量是極大的,為了節(jié)能,也都在探求降低風(fēng)速的可行性。