זהו תרחיש שכולם מכירים: אתם משתמשים בטלפון הסלולרי שלכם כדי לחפש מידע - כתובת רחוב, מספר טלפון או טריוויה טלוויזיונית חשובה מאוד והמכשיר שלכם קופא. או גרוע מכך, הוא נכבה לחלוטין. סביר להניח שהפרק לא נעצר שם אלא ממשיך להטריד אתכם עד שהטלפון יתוקן או יוחלף. מה גורם לזה לקרות?

כדי להבין מה משתבש, צריך קודם כל להבין איך בנוי שבב של טלפון סלולרי - המוח והתקשורת של הטלפון כולו. וכדי להבין זאת, צריך להכיר מוליכים למחצה ואת אופן ייצורם.

מוליכים למחצה הם מוצקים גבישיים או זכוכיתיים בעלי מאפיינים חשמליים ייחודיים. הם מוגדרים על ידי התנהגות המוליכות הייחודית שלהם, איפשהו בין מתכת למבודד. ניתן לשנות את התכונות החשמליות שלהם כדי לאפשר הגברה והמרת אנרגיה. התקנים המשתמשים במוליכים למחצה מעבירים זרמים ביתר קלות בכיוון אחד מאשר בכיוון השני עם התנגדות ורגישות משתנים לאור או לחום.

כדי לייצר טכנולוגיה אלקטרונית, כמו טלפון סלולרי, מייצרים מוליכים למחצה למעגלים משולבים. תהליך זה מתחיל באחד היסודות הנפוצים ביותר על פני כדור הארץ, סיליקון. סיליקון נמצא בעיקר בחול ומשם עובר זיקוק לטוהר של 100% לפני שהוא עומד בקריטריונים לייצור. ניקיון מוחלט נחוץ כדי לייצר שבבים שמתפקדים כראוי. אפילו הפגם הקל ביותר יכול להשפיע באופן קיצוני על איכות המוצר המיוצר.

כדי להשיג זאת, סיליקון טהור מחומם עד שהוא מגיע למצב מותך. לאחר מכן, "זרע" סיליקון בעל מבנה מושלם מופחת לתוך הסיליקון המותך. התכונות הכימיות של הסיליקון המותך מאפשרות יצירת קשר כימי בין הזרע לבין גוש הסיליקון המוצק, אשר ניתן למשוך באיטיות מהסיליקון כשהוא מתקרר, וליצור ולהתקשות סביב הזרע. לאחר השלמת התהליך, החלק המוגמר, גוש, יחקה את המאפיינים הפיזיים של חומר הזרע המקורי. לאחר מכן, הגוש מנוסר בזהירות לפלחים דקים.

לאחר השלמת כל שלבי הייצור, שכבת מגן סופית מונחת על כל הוופל. עם ממדים כה זעירים, שאפילו גרגר אבק זעיר ביותר יכול להרוס את הפונקציונליות של שבב שלם.1 על מנת להשיג זאת, יש לשמור על תנאי עבודה ללא שינוי; ומכאן יצירת "חדר נקי".

חדר נקי הוא סביבה מבוקרת סביבה בה מיוצרים מוצרים. חדרים נקיים מוגדרים כחללים סגורים שנבנו במיוחד, שבהם מזהמים באוויר נשלטים בקפדנות ביחס לחלקיקים הנישאים באוויר, טמפרטורה, לחות, לחץ אוויר, דפוסי זרימת אוויר, תנועת אוויר, רעידות, רעש, אורגניזמים חיים ותאורה.

החשיבות של חדרים נקיים בייצור מוליכים למחצה

הרמה שאליה יש להסיר את החלקיקים הללו תלויה בתקנים הנדרשים. התקן הנפוץ ביותר הוא הארגון הבינלאומי לתקינה, ISO 14644, אשר קובע רמות סטנדרטיות של ניקיון אוויר עבור רמות חלקיקים הנישאים באוויר ב... חדרים נקיים ואזורים נקיים. יש להקפיד על כללים ונהלים מחמירים כדי למנוע זיהום של המוצר. 2 ללא בקרה יעילה, זיהום יכול לגרום הרס למוצרים ובתהליכים.