Nuova copertura per la produzione di circuiti integrati analogico-digitali su wafer da 6" e 8"

Medaglia d'onore per la conclusione anticipata del soffitto della camera bianca 01/2012

La X-FAB Semiconductor Foundries AG presso la sede di Dresda produce su commissione circuiti integrati analogico-digitali su wafer da 6" e 8". La camera bianca con un soffitto filtrante di classe di purezza ISO 4 secondo EN-ISO 14644 è stata messa in funzione nel 1984. Da allora, i filtri nel soffitto filtrante H14 DIN-EN1822 non sono stati sostituiti. Dopo circa 25 anni, la perdita di pressione del filtro è aumentata notevolmente e l'ermeticità del filtro è diventata sempre più problematica con le necessarie modifiche alle pareti e alle camere di pressione.

Gli impianti primari (impianti di aria esterna) con una portata di circa il 10% e gli impianti secondari (impianti di ricircolo) con una portata di 1.400.000 m³/h forniscono 1.600 m² di soffitto filtrante attraverso più camere di pressione in sovrappressione. L'ermeticità veniva allora raggiunta con guarnizioni piane e sigillatura con resina epossidica su mezzi di separazione. Uno scambio dei telai dei filtri nella struttura in acciaio esistente non era possibile. Perciò, si è presentata l'opportunità di rimuovere i vecchi filtri e lasciare il soffitto sovrappressione con tutti i suoi svantaggi. Il nuovo soffitto filtrante doveva essere sospeso a 50 cm sotto il vecchio telaio del filtro e collegato ermeticamente a tutte le pareti esistenti.

Le particolari esigenze per il nuovo soffitto filtrante erano:
- Classe di purezza "a riposo" ISO 4 come soffitto sovrappressione, a tenuta gas
- Ristrutturazione in sito con apparecchiature tecnologiche
- Nuovi filtri U15 DIN-EN1822 con carta filtrante priva di boro
- Ristrutturazione in più fasi sotto condizioni di produzione
- Collegamento ermetico del soffitto alle pareti e ai supporti esistenti
- Sigillatura delle pareti esistenti nella zona del soffitto sovrappressione
- Isolamento nella zona intermedia del soffitto
- Integrazione di un giunto di dilatazione dell'edificio nel soffitto ermetico
- Durata di costruzione più breve in turni di lavoro

La soluzione è stata realizzata con il proprio sistema di copertura del soffitto del cleanroom di WISAG. Per l'installazione complessa del collegamento murario, è stata utilizzata una sequenza di 3-4 guarnizioni come sigillante solido e sigillo elastico permanente. La prima fase di costruzione, come area campione, è stata un piccolo tratto di 36 m². Qui sono state testate diverse metodologie di sigillatura per i soffitti sovrappressione e si è dimostrata l'affidabilità dei sistemi di tenuta tramite misurazioni di perdite e di classe di purezza. L'uso di filtri con certificato di prova era ovviamente garantito.

La realizzazione del nuovo soffitto di camera bianca, con una superficie di circa 1.600 m², è stata completata entro tre anni in 10 fasi di costruzione. Come risultato, si raggiunge ora la classe di purezza ISO3.

Inoltre, si prevede di aggiornare gli impianti di aria esterna con filtri a particelle H13, per ridurre le particelle dipendenti dall'aria esterna sulla nuova copertura del cleanroom. La perdita di pressione dei filtri di alimentazione dell'aria è diminuita, nonostante l'aumento del grado di filtrazione, da 250 Pa con i vecchi filtri a 60 Pa con i nuovi filtri.

È notevole l'aumento della perdita di pressione del filtro in 25 anni, raggiungendo "soltanto" 250 Pa, cosa attribuibile all'abbigliamento conforme alle norme cleanroom, a una buona formazione del personale e a una velocità di spostamento media di circa 0,3 – 0,35 m/s. Si prevede di ottenere nuovamente tempi di funzionamento dei filtri superiori a 20 anni e significativi risparmi energetici con questa soluzione.

Grazie a una buona suddivisione del lavoro e a continui miglioramenti nei processi lavorativi, i tempi di ristrutturazione per m² sono stati ridotti in ogni fase. Come segno di gratitudine, il committente ha consegnato un attestato di onore sotto forma di un disco di wafer da 200 mm.