الرطوبة شرطٌ بيئيٌّ شائعٌ للتحكم في تشغيل الغرف النظيفة. يتم التحكم في القيمة المستهدفة للرطوبة النسبية في غرفة أشباه الموصلات النظيفة لتكون في نطاق 30% إلى 50%، مما يسمح بانخفاض الخطأ إلى نطاق ضيق يبلغ ±1%، مثل منطقة الطباعة الضوئية، أو حتى أقل في منطقة المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية البعيدة (DUV). في أماكن أخرى، يمكن تخفيفه إلى نطاق ±5%.
لأن الرطوبة النسبية لها عدد من العوامل التي قد تساهم في الأداء العام للغرفة النظيفة، بما في ذلك:
● نمو البكتيريا؛
● مدى الراحة التي يشعر بها الموظفون في درجة حرارة الغرفة؛
● تظهر شحنة ثابتة؛
● تآكل المعادن؛
● تكاثف بخار الماء؛
● تدهور الطباعة الحجرية؛
● امتصاص الماء.
يمكن للبكتيريا والملوثات البيولوجية الأخرى (العفن، والفيروسات، والفطريات، والعث) أن تتكاثر بنشاط في البيئات ذات الرطوبة النسبية التي تزيد عن 60%. يمكن لبعض النباتات أن تنمو عندما تتجاوز الرطوبة النسبية 30%. عندما تتراوح الرطوبة النسبية بين 40% و60%، يمكن تقليل آثار البكتيريا والتهابات الجهاز التنفسي.
الرطوبة النسبية التي تتراوح بين 40% و60% هي أيضًا نطاق معتدل يشعر فيه الإنسان بالراحة. الرطوبة الزائدة قد تُسبب الاكتئاب، بينما الرطوبة التي تقل عن 30% قد تُسبب الجفاف والتشقق وضيق التنفس والانزعاج العاطفي.
الرطوبة العالية تقلل في الواقع من تراكم الشحنات الساكنة على سطح الغرفة النظيفة، وهذه هي النتيجة المرجوة. الرطوبة المنخفضة أكثر ملاءمة لتراكم الشحنات، وهي مصدر محتمل للتفريغ الكهروستاتيكي. عندما تتجاوز الرطوبة النسبية 50%، تبدأ الشحنات الساكنة بالتبدد بسرعة، ولكن عندما تكون الرطوبة النسبية أقل من 30%، فقد تبقى لفترة طويلة على العازل أو السطح غير المؤرض.
يمكن أن تكون الرطوبة النسبية بين 35% و40% حلاً وسطًا مرضيًا، وتستخدم غرف أشباه الموصلات النظيفة عادةً عناصر تحكم إضافية للحد من تراكم الشحنة الساكنة.
تزداد سرعة العديد من التفاعلات الكيميائية، بما في ذلك عملية التآكل، مع زيادة الرطوبة النسبية. تُغطى جميع الأسطح المعرضة للهواء المحيط بالغرفة النظيفة بسرعة بطبقة واحدة على الأقل من الماء. عندما تتكون هذه الأسطح من طبقة معدنية رقيقة تتفاعل مع الماء، فإن الرطوبة العالية تُسرّع التفاعل. لحسن الحظ، يمكن لبعض المعادن، مثل الألومنيوم، أن تُكوّن أكسيدًا واقيًا مع الماء، مما يمنع المزيد من تفاعلات الأكسدة؛ لكن في حالة أخرى، مثل أكسيد النحاس، لا يكون واقيًا، لذا في البيئات ذات الرطوبة العالية، تكون الأسطح النحاسية أكثر عرضة للتآكل.
بالإضافة إلى ذلك، في بيئة ذات رطوبة نسبية عالية، يتمدد المقاوم الضوئي ويزداد تآكله بعد دورة الخبز نتيجةً لامتصاص الرطوبة. كما قد يتأثر التصاق المقاوم الضوئي سلبًا بارتفاع الرطوبة النسبية؛ إذ تُسهّل الرطوبة النسبية المنخفضة (حوالي 30%) التصاقه، حتى دون الحاجة إلى مُعدّل بوليمري.
التحكم في الرطوبة النسبية في غرفة أشباه الموصلات النظيفة ليس أمرًا اعتباطيًا. ومع ذلك، مع تغير الزمن، يُفضّل مراجعة أسباب وأسس الممارسات الشائعة والمقبولة عمومًا.
قد لا تكون الرطوبة ملحوظة بشكل خاص لراحتنا البشرية، ولكنها غالبًا ما يكون لها تأثير كبير على عملية الإنتاج، وخاصة حيث تكون الرطوبة عالية، وغالبًا ما تكون الرطوبة هي أسوأ عنصر تحكم، ولهذا السبب في التحكم في درجة الحرارة والرطوبة في الغرفة النظيفة، يفضل الرطوبة.
وقت النشر: 1 سبتمبر 2020