Tiêu chí quan trọng trong phòng sạch sản xuất chip

Vai trò của phòng sạch sản xuất chip

Phòng sạch đóng vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất chip và các thiết bị điện tử nhỏ khác. Vai trò chính của phòng sạch sản xuất chip bao gồm:

Ngăn ngừa bụi và hạt bụi: Chip điện tử chủ yếu được tạo ra từ các lớp mỏng và nhỏ, nơi những hạt bụi nhỏ có thể gây ra sự chênh lệch trong quá trình sản xuất. Một mảng bụi hoặc hạt nhỏ có thể làm hỏng mạch in và có thể gây hỏng các linh kiện nhỏ trên bề mặt của chip. Phòng sạch được thiết kế để loại bỏ bụi và hạt bụi khỏi không khí bên trong, ngăn chúng từ việc lọt vào quá trình sản xuất.

Kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm: Sự ổn định về nhiệt độ và độ ẩm trong phòng sạch giúp duy trì điều kiện lý tưởng cho quá trình sản xuất, giúp giảm tối đa tỷ lệ sản phẩm bị lỗi hỏng. Bất kỳ biến động nào trong điều kiện môi trường có thể ảnh hưởng đến hiệu suất và độ ổn định của chip điện tử được sản xuất.

Đảm bảo chất lượng và hiệu suất: Bằng cách loại bỏ các yếu tố gây nhiễu như bụi và hạt bụi, phòng sạch giúp tăng cường chất lượng và hiệu suất của chip sản xuất ra. Điều này đặc biệt quan trọng trong việc sản xuất các linh kiện điện tử với kích thước ngày càng nhỏ và yêu cầu cao về độ chính xác.

Các tiêu chuẩn áp dụng trong phòng sạch sản xuất chip

Phòng sạch sản xuất chip thường yêu cầu một môi trường rất sạch sẽ để ngăn chặn các tạp chất có thể gây hại cho quá trình sản xuất chip vi mạch. Tiêu chuẩn Federal Standard 209 E(FED-STD-209E) (1992) và tiêu chuẩn ISO 14644-1 là 2 tiêu chuẩn thường được áp dụng trong phòng sạch sản xuất chip.

Tiêu chuẩn Federal Standard 209

Tiêu chuẩn này lần đầu tiên được quy định vào năm 1963 (có tên là 209), và sau đó liên tục được cải tiến, hoàn thiện thành các phiên bản 209 A (1966), 290 B (1973)…, cho đến 209 E (1992).

FED STD 209E định nghĩa các lớp phòng sạch dựa trên số lượng hạt bụi và tạp chất có trong không khí theo đơn vị chuẩn (đơn vị thể tích không khí – m³ hoặc ft³). Các lớp phòng sạch được xác định bằng cách đo và đánh giá số lượng hạt bụi và tạp chất trong không khí với các kích thước hạt được xác định trước, theo thang loga của hàm lượng bụi có đường kính lớn hơn 0,5 μm.

Tiêu chuẩn này phân loại phòng sạch thành các cấp độ như Class 1, 10, 100, 1.000, 10.000, 100.000. Trong đó, Class 1 là class sạch nhất và Class 100.000 là class ít sạch nhất.

Tiêu chuẩn ISO 14644-1

Tiêu chuẩn ISO 14644-1 được phát hành năm 1999, thường được sử dụng để phân loại phòng sạch dựa trên số lượng hạt bụi và tạp chất cho phép trong không khí. Các tiêu chuẩn này phân cấp sạch ISO (cleanroom class) dựa trên biểu thức: Cn=10N[0,1D]2,08

Trong đó:

Cn: hàm lượng cho phép tối đa (tính bằng số hạt/m3) của bụi lơ lửng không khí lớn hơn hoặc bằng kích thước xem xét

N: chỉ số phân loại sạch ISO, không vượt quá 9 và chỉ số cho phép nhỏ nhất là 0,1

D: là đường kính hạt tính theo μm. 0,1 ở đây là hằng số với thứ nguyên là μm

Như vậy, có thể xác định hàm lượng bụi từ công thức trên và dễ dàng phân loại từng cấp sạch dựa vào bảng giới hạn.

Tiêu chuẩn tương đương được quy định tại Việt Nam là TCVN 8664-1:2011 về phân loại độ sạch.

Đối với sản xuất chip, các phòng sạch thường phải đáp ứng các tiêu chuẩn rất cao:

• ISO 1 hoặc ISO 2: Đây là các cấp độ sạch cao nhất theo tiêu chuẩn ISO 14644-1. Trong các phòng sạch cấp độ này, số lượng hạt được kiểm soát ở mức cực kỳ thấp. Đối với một số quy trình sản xuất chip, đặc biệt là những chip có tính năng kích thước nano, phòng sạch cấp độ ISO 1 thường được yêu cầu.
• ISO 3 hoặc ISO 4: Một số quy trình sản xuất chip khác có thể hoạt động hiệu quả trong phòng sạch cấp độ ISO 3 hoặc ISO 4.

Mức độ cụ thể cần thiết phụ thuộc vào loại chip được sản xuất và công nghệ sử dụng. Việc sản xuất các linh kiện có kích thước nano và bề mặt chứa nhiều tính năng cực nhỏ đòi hỏi môi trường sạch sẽ hơn so với các linh kiện lớn hơn và ít phức tạp hơn. Các công ty sản xuất chip thường đầu tư rất nhiều vào hệ thống phòng sạch để đảm bảo rằng sản phẩm của họ đáp ứng các yêu cầu chất lượng nghiêm ngặt.

Những yêu cầu, tiêu chí quan trọng cần đảm bảo trong thiết kế, thi công phòng sạch sản xuất chip

Yêu cầu về vi khí hậu (nhiệt độ, độ ẩm, áp suất)

Mức nhiệt độ trung bình trong phòng sạch sản xuất chip sẽ rơi vào khoảng từ 20 – 26 độ C, đây là mức nhiệt an toàn cho thiết bị cũng như các linh kiện điện tử hoạt động ổn định, giữ cho các mối hàn hay liên kết không bị nóng chảy.

Độ ẩm trung bình trong phòng sạch sản xuất từ 18 – 55%, tùy thuộc vào loại linh kiện và mức độ xuất hiện của con người tại đó. Mỗi nhà máy sản xuất sẽ có quy định về nhiệt độ và độ ẩm riêng.

Mức chênh áp suất trong phòng sạch sản xuất chip dao động từ 15 – 45 Pa, hầu hết các loại phòng sạch đều thuộc áp suất dương, tức là áp suất lớn hơn bên ngoài để hạn chế bị nhiễm bẩn từ ngoài vào.

Yêu cầu về độ ồn

Độ ồn (trạng thái trống) trong phòng sạch sản xuất chip thông thường rơi vào khoảng 40 – 65 dB và cần đảm bảo không được lớn hơn 65 dB

Yêu cầu về thiết bị, vật tư

Các yêu cầu về phòng sạch thiết bị, vật tư, sơn bề mặt (sơn tĩnh điện, sơn sàn kháng khuẩn), chống cháy (panel bông khoáng, PU, PIR), thiết kế, di chuyển cũng cần đảm bảo để phù hợp với tình hình môi trường sản xuất và hạn mức đầu tư.

Yêu cầu về lưu lượng gió tươi

Lượng gió tươi trong nhà máy sản xuất chip cần phải phải tối đa là hai mục sau:

• Bù tổng lượng không khí thải trong nhà và lượng không khí sạch cần thiết để duy trì giá trị áp suất dương trong phòng.
• Đảm bảo lượng không khí sạch / người / giờ trong phòng sạch điện tử không nhỏ hơn 40m3.

Các yêu cầu khác

Ánh sáng, độ ẩm, nhiệt độ phù hợp cho công nhân làm việc, đặc biệt các khu vực như quang khắc phải có hệ thống đèn phù hợp do chất cản quang rất nhạy với ánh sáng trắng, ánh sáng UV.

Nước và khí nén cấp vào trong một số công đoạn phải tinh khiết tuyệt đối.

Khí thải và nước thải cần hệ thống xử lý chất lượng do có thể có các chất cản quang, HF… trong đó có HF là 1 chất rất độc.

Phòng sạch sản xuất chip còn yêu cầu cực kỳ khắt khe về tĩnh điện, do đó, khi xây dựng, cần đảm bảo các yếu tố về tĩnh điện.

Thiết bị phòng sạch VCR Air Filter là đơn vị chuyên cung cấp các thiết bị cho phòng sạch, chuyên dụng cho các nhà thầu.

Chúng tôi tự tin mang đến giá trị chuyên nghiệp và hài lòng cho khách hàng khi cung cấp độc quyền các thương hiệu lớn trên thế giới (LENGE, BLOCK TECHNICAL) với các sản phẩm chất lượng cao, đáp ứng mọi tiêu chuẩn khắt khe nhất.

Các thiết bị phòng sạch phổ biến mà VCR Air Filter cung cấp có thể kể đến là Dispensing booth (buồng cân nguyên liệu), LAF (Laminar Airflow), Pass Box (hộp chuyển hàng phòng sạch), BIBO (Bag in bag out), Airshower (buồng thổi khí phòng sạch, FFU – Fan Filter Unit (Quạt lọc phòng sạch), HEPA Box, các thiết bị lọc khí Air Filter …

Liên hệ ngay với VCR Air Filter để nhận được tư vấn từ những chuyên gia chuyên nghiệp và dày kinh nghiệm lĩnh vực phòng sạch điện tử, bán dẫn .

Xem thêm một số sản phẩm của VCR Air Filter:

• Buồng thổi khí | Air Shower

• Hộp chuyển hàng | Pass Box phòng sạch

• Buồng cân nguyên liệu | Dispensing Booth

• Hộp lọc HEPA | Hepa Box