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工艺设计引导电子洁净厂房整体设计

编辑:chinafpd 2009-12-29 15:22 浏览 评论 2 赞    来源:  中国电子报
 

  随着科学技术的日新月异,电子产品及其生产技术发展十分迅速,以集成电路为代表的微电子产品的更新换代尤为显著,集成电路产品基本上2-3年就会更新一代产品;以TFT-LCD(薄膜晶体管液晶显示器)为代表的平板显示器正在取代彩色显像管显示器;计算机、通信、消费电子和汽车电子产品的迅速普及使得各种半导体元器件生产发展十分迅速。因此,电子工厂洁净厂房的设计、建造必须适应这种快速发展的需要。从洁净厂房的规划开始,对于电子工厂洁净厂房的工艺设计、工艺布局应充分考虑电子产品发展的灵活性,以满足电子产品生产工艺改造和扩大生产的需求。

  以集成电路芯片制造、TFT-LCD液晶显示屏生产用洁净厂为代表的电子产品微细加工类生产洁净厂房,具有洁净度要求严格、大面积、大体量和能耗大、运行费用高的特点,这就对电子产品洁净厂房的工艺设计提出了更高的要求。作为洁净厂房设计的先导步骤,工艺设计需要在满足电子产品生产要求的前提下合理进行洁净厂房生产设备布局,合理确定各种公用动力设施的技术参数,做到能量消耗少、运行费用低、生产效率高和建设投资少;同时,还需要合理进行人流路线、物料运输和仓储设施的配置和布置,满足电子产品洁净生产要求和产品生产工艺要求;此外,还应该尽可能提升生产设备的自动化水平和物料运输的自动化水平,在经济、实用、安全可靠的条件下提高生产效率。

  根据产品的生产特征和产能规划选择各种生产设备的型号及数量是工艺设计的首要任务。在目标产品和产能规模已经确定的前提下,需要根据工艺流程、设备的加工能力和使用效率计算出各个工艺环节所需的各种类型设备的台套数。以此为基础,进一步计算出生产所需的洁净区面积、员工人数以及水、电、气体的消耗量。

  生产设备的平面布局也是电子洁净厂房工艺设计的重要内容。电子厂房洁净室形式一般有隧道式(或称港湾式)、开放式、岛形布置等。据调查表明,集成电路芯片制造用洁净室一般采用隧道式和开放式,其中隧道式洁净室主要用于5英寸、6英寸芯片制造厂,生产设备横跨洁净生产区和设备维护区,洁净生产区对洁净度要求严格,而设备维护区的空气洁净度等级相对较低。目前8英寸、12英寸芯片制造工厂普遍采用“开放式洁净室加微环境”的方式,将芯片制造过程对空气洁净度要求十分严格的硅片加工过程(1-4级)布置在微环境装置内,而开放式洁净室的洁净度等级只需5-6级,这种洁净室形式既可实现设备布置的灵活性,又能减少建设投资、降低能耗和运行费用。

  工作人员是洁净室内尘埃微粒的主要来源。在工艺设计中,一方面应该尽量选择自动化程度较高的生产及运输设备,以便减少洁净室内的人员数量;另一方面,也应该根据洁净室内不同的洁净区域,合理地设计工作人员的行走路线和原材料、成品的运输路线,以尽可能地减少交叉污染。

  另外,由于电子产品更新换代快,在电子工厂的实际生产中,在线维修及调试、边生产边增加设备的情况很多,因此在进行工艺布局时,应根据具体情况,考虑这些因素,留出相应的运作空间。

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