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半導(dǎo)體、電子潔凈廠房設(shè)計(jì)施工的5大特點(diǎn)及關(guān)鍵難點(diǎn)

時(shí)間:2021-11-23 來源:本站 點(diǎn)擊:1094次

半導(dǎo)體特性決定其制造過程必須有潔凈度要求,環(huán)境中雜質(zhì)對半導(dǎo)體的特性有著改變或破壞其性能的作用,所以在半導(dǎo)體器件生產(chǎn)過程中對什么都必須嚴(yán)格控制,雜質(zhì)各式各樣,如金屬離子會破壞半導(dǎo)體器件的導(dǎo)電性能,灰塵粒子破壞半導(dǎo)體器件的表面結(jié)構(gòu)等。半導(dǎo)體、電子無塵潔凈廠房有其特殊施工要求,下面東莞市合景實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司-合景凈化工程公司就其特點(diǎn)作些經(jīng)驗(yàn)交流。


      山東亞太凈化工程有限公司專注于提供凈化工程、無塵車間、恒溫恒濕車間、實(shí)驗(yàn)室、醫(yī)院手術(shù)室、中央空調(diào)系統(tǒng)等工程產(chǎn)品及凈化車間裝飾裝修解決方案,業(yè)已成長為一家從設(shè)計(jì)到施工的凈化工程服務(wù)商,能提供從車間的規(guī)劃設(shè)計(jì),方案實(shí)施等服務(wù)。山東亞太凈化工程有限公司的立足點(diǎn)是為提高中國企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境,讓不同的企業(yè)生產(chǎn)出更具競爭力的產(chǎn)品提供高品質(zhì)的服務(wù),不斷提升自己的專業(yè)技術(shù)及服務(wù)質(zhì)量,在不久的將來使自己的產(chǎn)品與服務(wù)成為業(yè)界優(yōu)先。

首先了解下半導(dǎo)體器件生產(chǎn)環(huán)境要求,其生產(chǎn)條件除了要求恒溫恒濕外,對生產(chǎn)環(huán)境潔凈度要求很嚴(yán),按單位體積重規(guī)定的塵埃粒子數(shù)標(biāo)準(zhǔn)分成潔凈度的等級。一般分為:10級、100級、1000級、10000級、100000級,國際標(biāo)準(zhǔn)IOS14644-1、國標(biāo)GB50073-2013、美聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)中均有規(guī)定潔凈室和潔凈區(qū)內(nèi)空氣以大于或等于被考慮粒徑的粒子最大濃度限值進(jìn)行劃分的等級標(biāo)準(zhǔn)。


電子產(chǎn)品性能、質(zhì)量的提高和生產(chǎn)過程的微細(xì)化,日益要求生產(chǎn)環(huán)境具有一定的空氣潔凈度級別和控制凈化車間內(nèi)工藝生產(chǎn)所需的各類高純物質(zhì)的供給質(zhì)量,目前國內(nèi)外還沒有統(tǒng)一電子產(chǎn)品的空氣潔凈度等級或生產(chǎn)環(huán)境控制要求的統(tǒng)一規(guī)定,各種電子產(chǎn)品的生產(chǎn)廠家依據(jù)其生產(chǎn)的產(chǎn)品品種、所采用的生產(chǎn)工藝技術(shù)、生產(chǎn)工藝設(shè)備、生產(chǎn)用原輔料以及凈化車間運(yùn)行的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定設(shè)計(jì)建造凈化車間的空氣潔凈度級別等級(如下表格)。

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這個(gè)表格是我們半導(dǎo)體制造一些工藝生產(chǎn)過程的潔凈等級要求,要求一般的是光照制造,還有微環(huán)境,其他的一些大的區(qū)域,包括薄膜等在百級。潔凈度的要求是不是越高越好,這個(gè)主要還是決定我們的設(shè)計(jì),或者對生產(chǎn)的要求,潔凈度越高意味著FFU覆蓋率會成倍的增加。目前對一些潔凈室的設(shè)計(jì)還是大環(huán)境,不需要很高的潔凈度。還有濕度控制,濕度控制主要通過循環(huán)通氣冷卻系統(tǒng),去除潔凈室循環(huán)空氣的顯熱,最終控制潔凈室溫度。濕度控制主要通過新風(fēng)控制箱進(jìn)行控制,溫度的控制目的有兩個(gè),首先是人員的舒適性,溫度在21-23度都沒有問題,作為制程來說我們關(guān)注的是波動性??刂茲崈舴康臐穸戎饕康氖菨穸冗^低將容易產(chǎn)生靜電、濕度過高,對產(chǎn)品的影響。第二點(diǎn)是正壓,通過潔凈室內(nèi)的壓力傳感器控制MAU風(fēng)機(jī)的頻率改變送風(fēng)量保持潔凈室的設(shè)定正壓,靜壓層保持微正壓。


再來就是照度和噪聲,這個(gè)部分在新的標(biāo)準(zhǔn)里面有詳細(xì)的描述,這里不具體講了。因?yàn)楝F(xiàn)在半導(dǎo)體制造設(shè)備尺寸越來越大,安裝起來一部分照明會被遮掩,噪聲的問題比較難解決,主要在設(shè)備選型的時(shí)候注意。接下來是靜電控制的問題(ESD),這個(gè)本身會造成產(chǎn)品的損害或者設(shè)備的損害,半導(dǎo)體有ESD的標(biāo)準(zhǔn)。

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那么接下來繼續(xù)看電子潔凈廠房五大特點(diǎn):


1、造價(jià)貴


隨著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,對于工廠的品質(zhì)要求越來越高,TFT工廠也是一樣。TFT工廠本身的玻璃基板的尺寸越來越大,從原來的一代線到現(xiàn)在的主流八代線,隨著基本尺寸越大,造價(jià)越來越高。


2、工期短


由于半導(dǎo)體工廠,電子工廠的特點(diǎn)是投資大,所以建設(shè)方需要盡快進(jìn)行生產(chǎn),取得投資回報(bào)。作為施工單位,擺在面前的一個(gè)問題,就是工期要求非常緊。


3、品質(zhì)要求高


由于電子工廠對廠房環(huán)境的依賴程度非常高,建廠當(dāng)中的事故直接導(dǎo)致產(chǎn)品良品率的降低。


4、高復(fù)雜度


對于建廠來講,專業(yè)技術(shù)涵蓋了多專業(yè)、多行業(yè)的問題,同時(shí)還有管理的問題。


5、高整合度


對于建廠來講,需要各方面各項(xiàng)目的高度整合力。


做一個(gè)這樣的電子無塵潔凈廠房的關(guān)鍵難點(diǎn)和注意事項(xiàng)有哪些呢?


      山東亞太凈化工程有限公司的業(yè)務(wù)范圍包括室內(nèi)環(huán)境系統(tǒng)整體規(guī)劃設(shè)計(jì)、安裝、10級到30萬級潔凈系統(tǒng)工程、中央空調(diào)系統(tǒng)工程、 恒溫恒濕系統(tǒng)及自控工程、防靜電系統(tǒng)工程設(shè)備動力、照明配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)安裝;無塵室、無塵車間、環(huán)氧樹脂自流坪、防靜電PVC地板、高架地板工程;壓縮空氣、超純氣體、真空、純水等工藝管道的設(shè)計(jì)安裝;辦公裝修裝飾工程等等。


關(guān)鍵難點(diǎn):


1.大面積精度控制


產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,是往大,往精細(xì)化發(fā)展。如何進(jìn)行精度的保證,這對于我們實(shí)施項(xiàng)目來講,也是高難度的方面。我們的做法是配置專業(yè)的測量人員,在大面積的情況下把精度控制在實(shí)施的要求范圍之內(nèi)。


2.全過程潔凈施工控制


潔凈廠房相對其他廠房一個(gè)最大的特點(diǎn)就是潔凈的管控,潔凈的管控從建廠一開始到最后是全過程的控制,只有透過全過程的控制才能保證建出來的廠房是合格的廠房。


3.高空作業(yè)


這是非常明顯的工作特點(diǎn),對于我們來講安全角度、整個(gè)施工的難度都非常大,我們采取分層作業(yè)的施工方式,我們先把地板層做起來,這樣以地板層為界面分為上下兩個(gè)層面進(jìn)行施工。


注意事項(xiàng):


1.半導(dǎo)體潔凈車間內(nèi)部要確保粉塵只出不進(jìn),因此潔凈車間室內(nèi)要保持大于大氣壓的環(huán)境,這就需要用大型鼓風(fēng)機(jī)將經(jīng)凈化設(shè)備的空氣源源輸入潔凈車間中。


2.為保持恒溫恒濕,大型空調(diào)設(shè)備須搭配前面的鼓風(fēng)加壓系統(tǒng)使用。鼓風(fēng)機(jī)加壓多久,空調(diào)就得開多久。


3.所有經(jīng)凈化設(shè)備的空氣流動方向均由上往下為主,因此潔凈車間室內(nèi)空間設(shè)計(jì)或機(jī)臺擺放應(yīng)避免突兀,使塵埃細(xì)菌等在潔凈車間內(nèi)回旋停滯的機(jī)會與時(shí)間減至最低程度。


4.所有建材均以不易產(chǎn)生靜電吸附的材質(zhì)為主。


5.所有人或事物進(jìn)出潔凈車間,人必須穿配套防塵服,人或事物都要經(jīng)過風(fēng)淋室吹淋以將表面粉塵先行除掉。


6.半導(dǎo)體潔凈車間內(nèi)水的使用只限用去離子水。一是防止水中粉粒污染晶圓,二是防止水中重金屬離子污染金氧半晶體管結(jié)構(gòu)的帶電載子信道,影響半導(dǎo)體組件的工作特性。去離子水是 的溶劑與清潔劑,在半導(dǎo)體工業(yè)的使用量非常驚人。


7.半導(dǎo)體潔凈車間用到的氣源,包括吹干晶圓和機(jī)臺空壓所需要的,都需要使用98%氮?dú)?,吹干晶圓的氮?dú)馍踔烈?9.8%以上的高純氮。


上面的工作主要是完成風(fēng)管的安裝,支架的安裝等。下面的工作主要是工業(yè)管線的作業(yè),這樣的做法是目前做大面積廠房主流的施工方式,這個(gè)施工方式證明也是非常成功的,可以有效的解決安全問題。


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