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    无尘车间里的防静电与防尘

    帖子创建时间:  2018年07月26日 16:17 评论:0 浏览: 2471 投稿

     

     

    防静电/洁净室行业简介

    防静电/洁净室行业主要对作业环境中的静电或(及)尘埃进行防护,从而保证产品质量、纯度,降低设备损耗,是静电防护和洁净技术两大现代科学技术的结合在工业领域的具体运用。根据下游客户所处行业及同一企业的不同工作区域对静电及尘埃防护的不同要求,主要可分为对静电的防护、对尘埃的防护、对尘埃及静电同时进行防护三种防护类型。

     

    静电防护和洁净技术概况

    1)静电防护

    当两种不同的绝缘物体相互摩擦分离时,就会各自产生数量相同、极性相反的电荷,从而形成带电,产生静电现象,当产生的静电积蓄并由此产生静电电荷放电时,就会产生静电危害。

    静电防护技术主要是伴随着半导体业的大发展而迅速发展起来的。随着上世纪四十年代半导体器件的研发成功,在以后短短的几十年时间里,半导体、微电子、光电子行业的发展非常迅速;与此同时,静电对集成电路、光电器件等的损害也日益突出:随着集成电路集成度的提高,集成电路的内绝缘层越来越薄、互连导线宽度与间距越来越小,CMOS器件绝缘层的典型厚度约为01μm,其相应耐击穿电压大致为80100VVMOS器件绝缘层更薄,其相应耐击穿电压为30V左右,而千兆位DRAM的耐击穿电压仅为1020V,这些产品的生产和运输、储存等过程中产生的静电电压远大于上述阈值,因此可能造成器件产生击穿(或)软击穿,使之失效或严重影响产品可靠性。据惠普公司的调研,美国在集成电路大规模发展的初期,每年因静电造成电子工业直接经济损失达一百多亿美元。美国第一艘阿波罗载人宇宙飞船,就是因静电引燃液氧导致发射失败,三名宇航员因此丧生。鉴于静电危害给半导体等行业造成的巨大损失,从20世纪60年代初起,欧美国家开始投入大量人力和资金研究和解决半导体等行业的静电防护问题,并由此催生了专门的防静电行业。经过数十年的努力,至20世纪90年代,静电对半导体等行业造成损失大大减少。惠普公司对半导体、电子、光电子行业的静电防护投入情况调研发现,每投入1美元用于静电防护可减少9美元损失。

    实验证明,在防静电环境中的人体活动是较高强度静电产生的重要原因之 一,人体在不同相对湿度环境里从事不同工作时会产生不同强度的静电。因此, 在防静电环境中通过防静电耗品的使用减少人体静电的产生是静电防护的一个 重要内容。

    2)洁净技术

    洁净技术,亦即玷污控制(Contamination Control)技术,是指对象(产品、人 及动物)在被加工、处置、治疗、防护及实验等过程中,对其所处环境内玷污物 (影响对象的加工、处置、治疗等质量、合格率或成功率的物质)进行控制的技 术,是一门以防止生产与研究工作受环境因素的干扰和影响,保护产品或研究对 象不受有害物质污染为核心内容的新兴技术。美国一家导弹公司曾经发现,在普 通车间内装配惯性制导用的陀螺仪时平均每生产 10 个产品就需要返工 120 次, 当在控制空气的尘埃污染的环境中装配后,返工率可降低至 2 次,同时,将在无 尘与空气中尘粒达1000pc/m3的环境中装配的转速为12000/分钟的陀螺仪轴 承进行对比,产品的使用寿命相差约 100 倍。在制药行业中,人们通过对尘菌 共存的机理进行研究后确认,空气中的细菌一般以群体存在且附着在尘埃粒子 上,空气中的尘埃越多,细菌与尘埃接触并附着机会就越多,传播的机会也增加; 同时还研究确认医疗环境中的病毒也同样附着于尘粒并借助于尘粒作为生存和 传播的媒介。正是有了这些研究和实测依据,从 20 世纪 70 年代初开始,美国 等技术先进的国家大规模地研究和发展洁净技术,通过建造洁净室和广泛使用洁 净室耗品,以满足科学实验和工业生产过程中产品加工的精细化、微型化、高纯 度、高质量和高可靠性对于控制尘埃污染的生产环境的要求。

    洁净室(Clean Room),亦称为无尘室,是指将一定空间范围内之空气中的 微粒子、有害空气、细菌等之污染物排除,并将室内之温度、洁净度、室内压力、

    气流速度与气流分布、噪音振动及照明、静电控制在某一需求范围内,而所给予 特别设计之房间。洁净室主要之作用在于控制产品(如硅芯片等)所接触之大 气的洁净度及温湿度,使产品能在一个良好之环境空间中生产、制造。

    洁净室的污染源可分为外污染源及内污染源:外污染源主要包括空调送风、 间隙渗入、建筑物、工作服、风管材料以及一般性气体等;内污染源则包括制程 设备、工作人员、工具、隔间材料、工作桌、加工材料等,其对生产环境的污染 路径如下:

    实验证明,在洁净室众多的内污染源中,人是主要的污染源之一,其产生的 微尘污染量占洁净室内微尘污染量的 80%;尤其是工作人员在洁净环境中的活 动,会明显地增加洁净环境的污染程度,并因其不同的衣着和动作产生不等量的 微尘,因此对洁净室中的人体防护和隔离是洁净环境保持的重点。

    近几十年来,由于工业生产过程中的静电防护和玷污控制要求具有很大的关 联性和同一性,随着电子、半导体、光电子、军事、制药、医疗、食品和化妆品 等行业对生产过程静电防护和洁净度要求的提高,通过建设防静电/洁净室控制 环境静电和外污染源的产生、通过使用防静电/洁净室耗品控制人体活动静电和 内污染源的产生已成为众多行业生产的基础性要求;静电防护技术与洁净技术相 结合形成了“防静电/洁净室技术”这一新的技术门类并得到了日益广泛的应用, 全球各主要工业国家的防静电/洁净室面积和洁净室耗品年消耗量持续增长,防 静电/洁净室行业作为一个新兴行业得以快速发展。

     

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