專利名稱：空氣流控制裝置以及采用該裝置的潔凈室的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空氣流控制裝置以及一種采用該裝置的潔凈室，尤其是涉及一種用來在一個潔凈室中以大角度分散布引入的空氣流的裝置，以及采用該裝置的潔凈室。
潔凈室用來通過復(fù)雜的加工步驟，制造高集成度半導(dǎo)體裝置，該裝置的元件小到只有幾個微米，所述加工步驟易被灰塵甚至更小的顆粒污染。因此，保持這種加工工作環(huán)境絕對潔凈以便減少加工復(fù)雜性是十分重要的。
半導(dǎo)體工業(yè)應(yīng)該將其迅猛發(fā)展歸功于潔凈室的進(jìn)步。二十世紀(jì)中葉，由于集成電路的產(chǎn)生，伴隨著晶體管的出現(xiàn)，從那時以來，用于醫(yī)藥和遺傳工程工業(yè)的無菌室以及用于精密工業(yè)、機器人和電子工業(yè)的工業(yè)潔凈室(ICR)領(lǐng)域中已發(fā)生了一場革命。
潔凈室大致分為層流型和對流型。層流型潔凈室在天花板上提供比對流型更多的過濾器，從而獲得較高的凈度。這一優(yōu)點使層流型適用于需要高凈度的半導(dǎo)體裝置制造過程。此外，層流潔凈室被用來處理由設(shè)備產(chǎn)生和人體發(fā)散的熱。
與此相反，對流潔凈室更適用于只需要低凈度水平的加工過程，例如組裝和試驗之類。對流潔凈室的特殊問題為這種潔凈室系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)問題有害地影響著在該潔凈室中制造的產(chǎn)品。而且這種結(jié)構(gòu)問題降低了該潔凈室中操作者的工作效率。


圖1示出一個用于半導(dǎo)體制造過程的傳統(tǒng)對流潔凈室實例。在圖1中，參考標(biāo)號8標(biāo)明一個潔凈室，而參考標(biāo)號14標(biāo)明生產(chǎn)設(shè)備。參考標(biāo)號10標(biāo)明一個引導(dǎo)空氣流進(jìn)入潔凈室8的進(jìn)口。在此處，進(jìn)口10包括一個通常使用的過濾器，該過濾器具有如同圖4所示的皺紋形外壁22。這個過濾器被安裝在一個圖3所示的結(jié)構(gòu)18之中。圖3結(jié)構(gòu)18的底面是敞開的，其側(cè)壁由一種不透明材料制成。雖然沒有畫出，潔凈室8內(nèi)的氣流進(jìn)口10具有一個圖5所示的過濾器外蓋(擴散器)。從圖5可見，過濾器外蓋的底面上做出許多相同的孔24。經(jīng)圖4過濾器過濾的氣流通過孔24引入潔凈室8。由于孔24局限于過濾器外蓋的底面，引入潔凈室8的氣流沿著限定的方向分散。
圖1中的參考標(biāo)號12標(biāo)明用來排出潔凈室8氣流的出口。由參考標(biāo)號A至E標(biāo)明的五個區(qū)域是用來測定潔凈室8溫度的采樣區(qū)域。
潔凈室8的凈度、溫度和濕度水平應(yīng)該通過一個循環(huán)適當(dāng)?shù)乜刂啤Ｋ鲅h(huán)包括將氣流16引入潔凈室8，以及經(jīng)過安裝在潔凈室8下部的出口12從該潔凈室排出。然而，潔凈室8的溫度受到由生產(chǎn)設(shè)備14如試驗機之類或者操作者等產(chǎn)生的熱的影響，因而造成潔凈室8的各個區(qū)域中的溫度變化。使用各種適于控制潔凈室溫度的系統(tǒng)來克服上述溫度變化是困難的。在傳統(tǒng)潔凈室中溫度分布的一個實例如圖2所示。
圖2示出圖1所示潔凈室8的采樣區(qū)域A至E的溫度變化。如圖2所示，在水平軸線上的點標(biāo)明采樣區(qū)域A至E。應(yīng)該指出，在傳統(tǒng)潔凈室8中的溫度分布偏離一個參考溫度范圍。也就是說，如圖所示，用于潔凈室8的參考溫度是在23±1℃范圍內(nèi)，而在采樣區(qū)域A至E測得的實際溫度是22℃低于此值，或24℃或高于此值。例如，在采樣區(qū)域A中，溫度范圍在最低情況下為21℃至23℃之間，而在最高情況下為25℃至26℃之間。
在圖1所示的采樣區(qū)域延伸到潔凈室8深處。
如上所述的一個采用傳統(tǒng)氣流控制裝置的潔凈室內(nèi)，引入潔凈室的氣流向下分散，因而在縮小潔凈室多個區(qū)域內(nèi)的溫差方面受到限制。此外，由于這樣的溫差，潔凈室的相對濕度不能恰當(dāng)控制，而且靜電水平也會增加。
本發(fā)明的一個目的是提供一種新型空氣流控制裝置，它以一個比傳統(tǒng)空氣流控制裝置大的角度分散空氣流。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種采用上述空氣流控制裝置的潔凈室。
為了達(dá)到上述目的，提供一種空氣流控制裝置，它具有一個高效顆粒過濾器以及一個用于所述高效過濾器的外蓋，并包括用來控制氣流方向的裝置，它具有一根位于所述顆粒過濾器和所述外蓋之間的軸，其特征為，被所述軸穿過的一個孔位于所述外蓋底面的中心。
最好是所述空氣流方向控制裝置包括一塊與所述軸相連的方板以及多塊可折疊葉片，每塊所述葉片與所述方板的一條側(cè)邊相連。
所述空氣流控制裝置的每個所述葉片均呈四邊形。
所述葉片均呈梯形。
所述軸具有一根彈簧，所述彈簧用來減輕在所述葉片運動時施加到所述軸上的拉力。
為了達(dá)到上述第二個目的，提供一種潔凈室，它包括多個用來引入潔凈空氣的進(jìn)口；多個用來排出所述潔凈空氣的出口；以及一個用于每個所述進(jìn)口的空氣流控制裝置。
最好是所述空氣流控制裝置包括一根軸、一塊與所述軸相連的方板以及多塊可折疊的葉片，每塊所述葉片與所述方板的一條側(cè)邊相連。
所述空氣流控制裝置被安裝在一個高效顆粒過濾器和一個外蓋之間，所述外蓋的底面具有一個用來安裝所述軸的孔。
根據(jù)本發(fā)明的氣流控制裝置被用于一個潔凈室內(nèi)，它更廣闊地分散氣流。由于引入一個采用本發(fā)明氣流控制裝置的潔凈室的氣流，與采用傳統(tǒng)氣流控制裝置的潔凈室的氣流相比，以一個更大的角度分散，該潔凈室的多個區(qū)域的溫差顯著減小。因此，該潔凈室的溫度和濕度能保持在一個適當(dāng)?shù)乃缴稀?br> 下面參照附圖詳細(xì)介紹本發(fā)明的一個最佳實施例，從而使本發(fā)明的上述目的和優(yōu)越性更加明顯，其中圖1示出一個采用傳統(tǒng)技術(shù)的潔凈室；圖2示出在圖1結(jié)凈室內(nèi)的溫度分布；圖3示出一臺空氣供應(yīng)裝置；
圖4示出一個用于傳統(tǒng)潔凈室內(nèi)的過濾器；圖5示出一個傳統(tǒng)的過濾器外蓋；圖6、7和8分別為本發(fā)明氣流控制裝置的透視圖、平面圖和側(cè)視圖；圖9是一個本發(fā)明過濾器外蓋的透視圖；圖10和11分別表示在傳統(tǒng)潔凈室和本發(fā)明潔凈室內(nèi)的空氣流分布；圖12和13分別是在傳統(tǒng)潔凈室和本發(fā)明潔凈室內(nèi)測得的空氣流分布曲線圖。
在圖6、7和8中詳細(xì)描述了本發(fā)明的空氣流控制裝置，其中圖6是透視圖，圖7是平面圖，而圖8是側(cè)視圖。
該氣流控制裝置具有四個形狀相同的可折疊葉片W1至W4、一塊方板T以及一根軸41。
所有葉片W1至W4均有四個邊和四個角。換句話說，葉片呈四邊形。尤其是，上邊與下邊平行，而且后者比前者長。葉片W1至W4的右邊與左邊等長。因此，每個葉片的左右邊互相面對并且傾斜程度相同。簡而言之，葉片呈梯形。方板T的每個側(cè)邊與葉片上邊相連。
軸41垂直地連結(jié)到方板T的中心，并具有一個帶彈簧的結(jié)構(gòu)40，所述彈簧用來減輕葉片處于張開狀態(tài)時施加在軸41上的拉力。
總而言之，本發(fā)明氣流控制裝置的形狀像一把傘，而軸41相當(dāng)于傘柄。
圖8是圖6所示本發(fā)明氣流控制裝置的正面視圖。參見圖8，參考標(biāo)號W表示該氣流控制裝置的一個葉片。軸41垂直連結(jié)在方板T上。用一個改錐之類的工具轉(zhuǎn)動軸41的端部41a，就能使葉片W張開。
下面介紹采用上述機構(gòu)的本發(fā)明氣流控制裝置的操作。
用工具轉(zhuǎn)動軸41的端部41a，將葉片W1至W4同時向外張開一個預(yù)定的角度。于是，從氣流控制裝置引入的空氣流就按照需要被廣闊地分散。
本氣流控制裝置被安裝在潔凈室的高效顆粒過濾器(見圖4，后文簡稱為過濾器)和本發(fā)明外蓋24(見圖9)之間。如圖9所示，本發(fā)明過濾器外蓋24的底面中心具有一個預(yù)定直徑的孔42，因此如圖6所示的軸41能穿過孔42，這與現(xiàn)有技術(shù)的情況不同。在過濾器外蓋24底面圍繞著孔42還做出多個比孔42直徑小的孔25。
圖10和11分別描述在傳統(tǒng)潔凈車間和本發(fā)明潔凈車間內(nèi)的氣流分散情況。
在圖10中，流入傳統(tǒng)潔凈室的氣流18的分散角b是30-45°。
相反，參見圖11，流入本發(fā)明潔凈室的氣流46的分散角C是45-150°。其原因為本發(fā)明潔凈室具有安裝在進(jìn)口44中的本發(fā)明氣流控制裝置。
下面參照圖12、13介紹與引入潔凈室的氣流分散角相應(yīng)的潔凈室溫度分布。
圖12是在傳統(tǒng)潔凈室測得的溫度分散曲線圖。該曲線圖表明，在傳統(tǒng)潔凈室中的溫度在10℃和15℃之間。因此，當(dāng)參考溫度為13℃時，溫差為±2℃或稍多。該溫差與圖2所示的潔凈室多個區(qū)域中的溫差相符。
反之，圖13所示的曲線圖表明在采用本發(fā)明氣流控制裝置的潔凈室中溫度在17℃和18℃之間。
如上所述，通過使用本發(fā)明氣流控制裝置，引入一個要求預(yù)定凈度水平區(qū)域之中的空氣流，就能廣闊地被分散。例如，當(dāng)在一個潔凈室中使用本發(fā)明氣流控制裝置時，氣流廣闊地被分散，從而能顯著減少潔凈車間內(nèi)的溫差，將潔凈室的溫度和濕度保持在適當(dāng)水平，并導(dǎo)致車間內(nèi)靜電水平的降低。因此，產(chǎn)品的報廢也大為減少。
本發(fā)明不受上述實施例限制，十分清楚，任何一個熟悉此項技術(shù)的人均可在本發(fā)明的范圍內(nèi)做出許多變化。
權(quán)利要求
1.一種空氣流控制裝置，它具有一個高效顆粒過濾器以及一個用于所述高效過濾器的外蓋，并包括用來控制氣流方向的裝置，它具有一根位于所述顆粒過濾器和所述外蓋之間的軸，其特征為，被所述軸穿過的一個孔位于所述外蓋底面的中心。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣流控制裝置，其特征為，所述空氣流方向控制裝置包括一塊與所述軸相連的方板，以及多塊可折疊葉片，每塊所述葉片與所述方板的一條側(cè)邊相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的空氣流控制裝置，其特征為，每個所述葉片均呈四邊形。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的空氣流控制裝置，其特征為，每個所述葉片均呈梯形。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的空氣流控制裝置，其特征為，所述軸具有一根彈簧，所述彈簧用來減輕在所述葉片運動時施加到所述軸上的張力。
6.一種潔凈室，它包括多個用來引入潔凈空氣的進(jìn)口；多個用來排出所述潔凈空氣的出口；以及一個用于每個所述進(jìn)口的空氣流控制裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的潔凈室，其特征為，所述空氣流控制裝置包括一根軸、一塊與所述軸相連的方板以及多塊可折疊的葉片，每塊所述葉片與所述方板的一條側(cè)邊相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的潔凈室，其特征為，所述空氣流控制裝置被安裝在一個高效顆粒過濾器和一個外蓋之間，所述外蓋的底面具有一個用來安裝所述軸的孔。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的潔凈室，其特征為，所述結(jié)凈室屬對流型。
全文摘要
提供一種空氣流控制裝置及一種潔凈室。氣流控制裝置具有一個高效顆粒過濾器、一個具有底面中心孔的外蓋，以及一個流向控制器，該控制器具有一根穿透所述孔的軸，并位于顆粒過濾器和外蓋之間。潔凈室具有安裝在一個進(jìn)口內(nèi)的上述氣流控制裝置。因此，由于被引入一個需要預(yù)定凈度水平的場所(例如一個潔凈室)的氣流廣闊地被分散，潔凈室內(nèi)部的溫差減小，并且相對濕度成為最佳。從而也能降低潔凈室的靜電水平。
文檔編號F24F13/06GK1157897SQ9612262
公開日1997年8月27日 申請日期1996年10月10日 優(yōu)先權(quán)日1995年11月20日
發(fā)明者李中善, 柳在俊, 李建衡, 文常英 申請人:三星電子株式會社