Замчалов Ю.П. - Проектирование автоматизированных участков производства электронных приборов (1037539), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Последнее уравнение в системе (26) описывает пажоту рассматриваемых состояний. При составлении система было сделано допущение, что Последовательно су~иируя зти уравнения можно получить рекурентные формулы для расчета стационарных вероятностей раз- личных состояний системы, с учетом которых средние сумярные потери времени за цикл (время обработки на одной технологической позшди) составят: т дму4тг ~+ ' +у~ь ~у /- ~ где Я ' Л ~у — козКлциент загрузки рассматриваемой Я /7е( службы; А ° ~ Ф - коэффициенты, значения которых в зависи- мости от параметров системы приведены в табл. 7.
Формула (27) позволяет нем рассчитывать средние потери времени за цикл Т. Первый члеы атой формулы выражает простои из-за отказов технологических элементов участка по рассматриваемой причине при неограшненном восстановлен~и, т.е. при условии, что юбой отказавщий злемент к очередному моменту загрузки будет отрепонтиронан или заленен на новый. Удельные простои при неограниченном восстановлении равны: Вн -- ц Я,Е Второй член выражает средние простои за цикл из-за ограж- ченности мощности вспомогательной службы, т.е. потери из-за того, что к моменту загрузки позиция восстановлена не будет и цикл обработки на ней будет пропущен.
Удельные простои по вине вспомогательной службы 33 можно найти по формуле: ~ 0-Л т ~ ~'7 -~~ 8л 7 ~ Ьл Н.ЛЬа,! дд,~ Ф8) +ч г и использовать в дальнейших расчетах при определении коэфрэциента использования участка. Оптимальное отношение числа запасных элементов /У3 каналов обслуживания ~т~г в зависимости от ннтенсивностк поступления заявок от технологического элемента ~, интенсивности их обслуживания В канале ./$7 и других параметров участка следует искать исходя из условия минимума приведенных затрат или максиМума годового зкономического зфректа. При этом можно псаьэоваться либо формулами для расчета этих показателей, либо специальной прогремыой расчета производительности технологического участка ~у~,й ~ю На рис.31 приведена иллюстрация процесса оптимизации параметров технического обслуживания линли вакууьшой обработки цнетных кинескопов, имеющей 164 технологических позиций и в базовом варианте 7 ремонтных мест и 10 запасных откачных позицзй.
Оптимизация производилась методом направленного поиска, начиная с базового варианта. Годовой экономический эфуект, равный разности приведенных затрат по нариантам с учетом изменения производительности К текущих затрат на срдеркэние ремонтных мест и стоимости зазасннх позиций определялся цо форыуле приведенных затрат (21) А Т»УФ1 l+Ьн/» ВА Ф~) А Вял у» 8нл+ Иггде у - коэфрициент приведения производительности вариантов. Из рис.31 видно, что для обслуживания линии вакуумной обработки ремонтная служба должна содержать 5 ремонтных мест и - 102- 8 запасных позиций, что принесет по сравнению с базовыы вариантом зконоыический эффект более 11 тыс.руб. Именно такую слуибу и следует предусыатривать при проектировании новых участков терыовакуумной обработки.
$ 5. сект рвание стков с етом т ебовеннй взк1ууой ~иени Проектирование помещений для участков и цехов по производству ИЭТ д<ищыо учитывать требования вакуумной (электронной) Электронная гигиена предусматривает: выбор технологических процессов, которые исключают (уыеньшают) привносиыую дефектность для обрабатываеыого изделия; п)ппденение чистых (сверхчистых) используемых материалов, чистых жажди и газообразных технологических сред.
При этом необходшю правильно выбрать район располокения предпрпятия, конструззглю здания, компоновку и изанировку цехов и участков, создать в рабочих помещениях воздуиную среду с определенньэ~и парачетрахи теыпературы, влаиностн, подвииности и, главное, чистоты поврала, а такте организовать работу обслунивзхщего персонала по собюоденню правил вакуупной гигиены. К технологическим средам в производстве ИЭТ относят газы и воду.
Защитные газы (азот, аргон, гелий) приыеняют для защиты от окисления и коррозии на операциях с высокой температурой (пайка, сварка, герыетизация и др.). Газы-реагенты используются в качестве диффузантов, травителей, окислителей, восстановителей и т.д. Аргон, азот, кислород ыогут применяться в качестве плазыообразующих в процессах ионно-плазыенного распыления, плазыохимнческой обработки и т.д. В таблице 19 приведены требования к чистоте технологических газов, наиболее широко используемых в производстве электронных приборов. Таблица 19 Содержание п)пиесей (не более) Вода в производстве ИЭТ слуипт растворителем при получении различных технологическзх растворов, выступает в роли химического реагента (например, теригсеское окисление кремния в парах воды) и т.д.
Основное требование отсутствие в воде механических частиц, растворенных солей, газов, примесей металлов. Основным показателем чистоты воды является ее объемное удель- ное сопротивление. Различают воду марок А,Б и В, для которых удельное сопротивление составляет соответственно 18,10,1 мСм. Для сравнения - водопроводная вода имеет сопротивление 3...6 кОм, идеально чистая вода - 25 мОм. Кроме удельного-сопротивления для деионизовзнной воды определяют содержание органических примесей и кремниевой кислоты- не более 0,2; 0,2, 1,0 мг/литр соответственно для классов воды А.Б.В.
На участке и в цехе необходимо предусмотреть отделение - 104- Чистой комнатой называется поыещеже, в котором подперчн- вается высокая чистота атмосферы, поверхностей ограхпахедх кон- струкций, оборудования и обесгсчпвается особый организационно- -технологически( рсхщз работы, способствующий успешному выпол- нению ыаиболее ответственных технологических оперепогй. Крома етого подпериивзются строгие температурно-влзкностные паргметры атмосферы. Основни ктассифнка глонным признаком чистых помещений является чистота ноздуха. В СССР установлено пять классов чистоты помещений, которые регламентируют содериаже азрозолей в единице объема поыещения и размеры взвещенных частиц (табл.20). Таб.тапа 20 Максжзельное число частиц в 1 литое воздуха и.ж газа при размере частиц Класс чистоты Если контроль в реальных условиях идет по другим размерал частиц, необходимо сделать пересчет на размер 0,5 зппп по формуле: МС,Ь=К.Ма (д Р Ц5чдм( (50) где К 0,5 - концентрация частиц размером 0,5 ьпсе и более М - концентрация частиц размером а~ (щсе) и более - коз4Фшдент пересчета (табл.2П .
Таблица 21 мкм 02 03 04 05 06 07 08 09 10 15 2 4 7 10 К 0,1 0,3 0,6 1 1,6 2,6 3,6 4,5 6,7 21,3 49 375 2000 5700 По температурно-влажостньзл параметрам установлены три класса производственных помещений (табл.22). Таблица 22 Характеристика Й Класс помещения окна для подачи и отвода воздтха ззнимапт всп площадь потока Различапт чистые комнаты с турбулентнмчи, ламинарно-струежми и лаынарнжи потоками (рис.3г). Боли площади окон 1 для подачи про4мльтровая~ого воздуха и окон 2 для отбора воздуха из помещен (рис.32а) мага по сравнеито с площадки стен и потолка, поток воздуха будет конвек"ввньм, возникнут зоны завихрений и застоев и рыисмерной фнльтрзцж всего объекта воздуха не будет. Лучшее обеспыпшание достигается в помещениях с ламинарно-струевыми потоками ~рис.32б), в которых окна 1 для подачи воздуха заниьавт всю площадь потока, окна 2 для отбора воздуха расположены обычно по перЩерни стен.
В таких помещениях достигается обычно класс чистоты 1000 и даже 100. В комнатах с лаьанарньии потоками (рис.32н) или двух противоположных стен (рис.32н). В таких помещениях может достигаться 100 класс чистоты атмос- фары. Комнаты с вертикальным потоком (рис.32г) с точ~м зрения равномерности обеспечивания по площади предпочтительнее, поско~пку в системах с горизонтальным потоком (рис.32в) запыленность у стены 2 будет выше. Однако сделать достаточно жесткий перфориро- ванный пол,пригодный для устанозки прецизионного оборудонания, сложнее, чем осуществить отвод воздуха через стенкк.
Наибольшее распространение получиж чистые комнаты с верти- кальным лаьинарным потоком. Скорость потока воздуха составляет в них 0,25 — 0,5 и/с, что соответствует 400-500 обменам воздуха в час. Для того, чтобы внешний воздух не проникал через неплотности дверей и шлюзов и комнату, в ней создается избыточное давление около 10-20 ПА. В ряде случаев условия выполнения технологическш~ операагй производства полупроводниковых приборов (изготовление фотошаблонов, фотолитография и т.п.) требуют создания для отдельных опе- раций и соответствующего оборудожпн зон в праизнодственннх помещениях с повышенными требонанюпя по чистоте воздуха, стабильности температуры среды и др.
параметрам. Так, напржер, на участка фотолитографии операции нанесения фоторезиста, его сушки требуют менее высоких требонаний электронной гигиены, чем рядом выполняемыв операцик совмещения, экспонирования. Использование чистой комнаты для этого участка, удонлетворятщего требонаниям операций соиыещення и экспонирования нецелесообразно, поэтому класс всего помещения участка назначется нике, чем требуют операщж совмещения и экспонирования, а оборудование для этих операций размещается в спе~пжльных микрокливтических - 109- камерах Куй), позволяющих в ннх обеспе птть ьшкроклват (чистота воздуха, температурный режщэ) более высокого класса по сравнению с помещен:ем, где они установлены. В основе работы такой камеры лежит принцип рецэркулщ~ии воздуха, подготовленного по заданным параметрам: воздух забирается вентилятором из нижней части камеры, стабилизируется по темпе- ратуре, далее очищается от частичек пыли фильтрами и поступает в рабочий объем камеры.
Кратность обмена воздуха в камере - 250 обмена/час, теыпература воздуха в диапазоне 19...21оС ж 0,2оС; концентрация частиц в рабочем объеме соответствует кэассу 100. В такой камере может быть размещено оборудование (рис.33) с наиболыпими размерами 2450х1920х2380 мм, которое выделяет не более 1500 ккал в чвс. Использование средств локального обеспыжвания не могло удовлетворить требованиям, предъявляемым ко всем операцияэ технологического процесса, особенно с увеличением степени интеграции и уменьшением размеров элементов интегральных схем. Лля выполнения наиболее ответственных операций, таких как изготовление фотошаблонов, фотолитография, напыление и др. были разработаны чистые комнаты с ламинарным потоком.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
