Vai trò của airlock nhiều cấp trong hệ thống phòng sạch điện tử

Trong phòng sạch điện tử sản xuất bán dẫn, sự chênh lệch áp suất giữa các khu vực có cấp độ sạch khác nhau là yếu tố quyết định. Airlock nhiều cấp được thiết kế như các lớp đệm áp suất liên tiếp, giúp duy trì dòng khí một chiều và ngăn không cho không khí từ khu vực kém sạch hơn xâm nhập vào khu vực có yêu cầu cao hơn.

Ở các nhà máy bán dẫn đạt tiêu chuẩn ISO Class 3 hoặc ISO Class 4, airlock nhiều cấp thường được bố trí giữa hành lang kỹ thuật và khu sản xuất wafer. Khi nhân sự hoặc vật liệu di chuyển qua từng lớp airlock, hệ thống cửa interlock sẽ kiểm soát đóng mở tuần tự, đảm bảo không xảy ra hiện tượng sụt áp đột ngột. Nhờ đó, phòng sạch điện tử luôn duy trì trạng thái ổn định ngay cả khi lưu lượng di chuyển tăng cao.

>>> Có thể bạn quan tâm: Tủ đồ phòng sạch và quy trình thay đồ tiêu chuẩn cho nhà máy điện tử

Nguyên tắc thiết kế airlock nhiều cấp cho sản xuất bán dẫn

Thiết kế airlock nhiều cấp trong phòng sạch điện tử phải dựa trên phân tích kỹ lưỡng về dòng người, dòng vật liệu và mức độ nhạy cảm của từng công đoạn. Trong sản xuất bán dẫn, khu vực quang khắc và xử lý wafer thường yêu cầu cấp độ sạch cao nhất. Vì vậy, airlock dẫn vào các khu vực này cần được bố trí tối thiểu hai đến ba lớp đệm áp suất để giảm thiểu nguy cơ nhiễm bẩn.

Không gian airlock phải đủ rộng để đảm bảo thao tác thay đồ, thổi bụi hoặc khử nhiễm diễn ra hiệu quả. Bên trong airlock nhiều cấp, hệ thống lọc HEPA hoặc ULPA có thể được tích hợp nhằm duy trì mật độ hạt thấp hơn khu vực trước đó. Đồng thời, vật liệu hoàn thiện bề mặt trong airlock của phòng sạch điện tử phải chống phát sinh hạt và dễ vệ sinh, tránh trở thành nguồn ô nhiễm thứ cấp.

>>> Có thể bạn quan tâm: Vai trò của hệ thống HVAC trong kiểm soát độ sạch phòng sạch điện tử

Kiểm soát chênh áp và luồng khí trong airlock phòng sạch điện tử

Yếu tố cốt lõi khi thiết kế airlock nhiều cấp cho phòng sạch điện tử là kiểm soát chính xác chênh áp giữa các vùng. Thông thường, mỗi cấp airlock sẽ duy trì chênh lệch áp suất nhất định so với khu vực liền kề, tạo thành chuỗi áp suất tăng dần hướng vào khu vực sạch nhất.

Hệ thống cảm biến chênh áp được lắp đặt liên tục để giám sát và cảnh báo khi có biến động. Trong môi trường sản xuất bán dẫn, chỉ cần một sai lệch nhỏ về áp suất cũng có thể ảnh hưởng đến độ sạch tổng thể của phòng sạch điện tử. Vì vậy, việc tích hợp hệ thống điều khiển tự động và cảnh báo thời gian thực là yêu cầu bắt buộc.

Luồng khí trong airlock nhiều cấp cũng phải được thiết kế đồng bộ với hệ thống HVAC tổng thể. Dòng khí một chiều từ trần xuống sàn giúp cuốn trôi hạt bụi phát sinh khi nhân sự di chuyển, giảm thiểu nguy cơ phát tán vào khu vực lõi sản xuất.

Phân tách airlock cho người và vật liệu trong phòng sạch điện tử

Trong nhà máy bán dẫn, việc sử dụng chung một airlock cho cả người và vật liệu có thể làm tăng nguy cơ nhiễm bẩn chéo. Vì vậy, phòng sạch điện tử hiện đại thường thiết kế riêng airlock cho nhân sự và airlock cho vật liệu.

Airlock dành cho nhân sự thường tích hợp air shower nhằm loại bỏ hạt bụi bám trên trang phục phòng sạch. Trong khi đó, airlock cho vật liệu có thể kết hợp pass box kín khí hoặc hệ thống khử nhiễm chuyên dụng. Việc phân tách rõ ràng hai luồng này giúp tối ưu hóa hiệu quả kiểm soát nhiễm bẩn và bảo vệ quy trình sản xuất bán dẫn.

Thiết kế airlock nhiều cấp cho phòng sạch điện tử sản xuất bán dẫn đòi hỏi chi phí đầu tư đáng kể và tính toán kỹ lưỡng về không gian. Nếu bố trí không hợp lý, airlock có thể gây cản trở lưu thông và ảnh hưởng đến hiệu suất sản xuất.

Ngoài ra, việc bảo trì hệ thống cửa interlock, cảm biến chênh áp và bộ lọc trong airlock cũng cần được thực hiện định kỳ. Khi hệ thống không được hiệu chuẩn đúng cách, phòng sạch điện tử có thể đối mặt với nguy cơ suy giảm cấp độ sạch mà không dễ dàng nhận biết.

Airlock nhiều cấp như nền tảng bảo vệ lõi sản xuất bán dẫn

Trong bối cảnh công nghệ bán dẫn liên tục thu nhỏ kích thước linh kiện, vai trò của airlock nhiều cấp trong phòng sạch điện tử ngày càng trở nên quan trọng. Đây không chỉ là giải pháp kỹ thuật mà còn là lớp bảo vệ chiến lược cho toàn bộ dây chuyền sản xuất wafer.

Khi được thiết kế và vận hành đúng chuẩn, airlock nhiều cấp giúp duy trì môi trường ổn định, giảm tỷ lệ lỗi sản phẩm và nâng cao độ tin cậy của nhà máy. Phòng sạch điện tử nhờ đó trở thành nền tảng vững chắc để doanh nghiệp tham gia vào chuỗi cung ứng bán dẫn toàn cầu.

Để xây dựng hệ thống airlock nhiều cấp đạt chuẩn cho phòng sạch điện tử sản xuất bán dẫn, doanh nghiệp cần đối tác có kinh nghiệm chuyên sâu về thiết kế, thi công và cung cấp thiết bị phòng sạch. Vietnamcleanroom (VCR) là đơn vị chuyên cung cấp thiết bị phòng sạch điện tử đáp ứng các yêu cầu khắt khe của ngành bán dẫn.

Với năng lực triển khai đồng bộ từ hệ thống HVAC, cửa interlock, cảm biến chênh áp đến giải pháp kiểm soát nhiễm bẩn. Sự đồng hành của Vietnamcleanroom không chỉ đảm bảo phòng sạch điện tử đạt tiêu chuẩn quốc tế mà còn tạo nền tảng bền vững cho chiến lược phát triển công nghệ cao trong tương lai.