防微振技術使精密生產成為可能

　　防微振技術廣泛應用于電子工業(yè)的各個領域，從而保證精密設備能在各種復雜的振動環(huán)境下正常工作。

　　電子工廠設計中的一個重要環(huán)節(jié)是微污染控制。電子工業(yè)是精密制造業(yè)，由于科技進步的日新月異，制造精度已達到了納米級。以集成電路為例，制版、光刻等工序需將環(huán)境微振動控制在VC-E或VC-F級，即振動速度應小于3μm/s或1.5μm/s。對于TFT-LCD、LED(發(fā)光二極管)及OLED(有機發(fā)光二極管)來說，也有較嚴格的微振動控制要求，如曝光機、涂布機等在自身會產生振動的情況下，要保證設備基臺的振動值滿足VC-C的要求。其他如激光試驗、納米材料試驗及產品測試、單晶硅熔煉、光纖制造、光學測試及雷達性能測試等，都有微振動控制的問題。因此可以認為，防微振技術廣泛應用于電子工業(yè)的各個領域，從而保證精密設備能在各種復雜的振動環(huán)境下正常工作。

　　在IC和TFT工廠的生產過程中，精密設備會受到各種振動的干擾。這些振動大致可分為兩類：一類是外部振動，包括工廠內外道路上的交通振動、周邊其他工業(yè)生產振動、廠區(qū)內動力站房動力設備產生的振動等，這類振動是通過土壤直接傳遞的，到達電子工廠的地基基礎，再經廠房的主體結構傳至精密設備，一般情況下它以隨機振動的形式呈現(xiàn)出來;另一類是內部振動，包含廠房內的空調潔凈系統(tǒng)、氣體液體輸送系統(tǒng)等動力設備以及生產工藝設備和其附屬設備等產生的振動，這類振動的傳播途徑有兩種，即放置在下夾層的通過地基基礎傳至主體結構，以及放置在工藝層和上夾層的直接通過主體結構傳遞至精密設備。

　　IC生產廠房有前工序和后工序之分。前工序廠房內的光刻和檢測區(qū)有很高的防微振要求，其他工藝設備自身產生的振動較小，主要是其附屬設備像FFU和真空泵、管道泵等會產生振動。但后工序與前工序不同，工藝設備自身會產生振動，如封裝設備、焊絲機等這樣有防微振要求的工藝設備本身也會產生較大振動。再者，TFT-LCD廠房一般由四部分組成，即ARRAY、C/F、CELL和MODULE，其中ARRAY、C/F和CELL區(qū)內有大量的發(fā)振和怕振設備，也有兩者合一的設備，而且振動量值較IC廠房要大得多，曾經測得在Robert基礎上的振動達到了60μm/s的量級，超過了VC-A曲線。電子廠房內的精密設備基本都有防微振要求，盡管好多精密設備已經安裝有空氣隔振系統(tǒng)，但不能完全隔絕所有類型的振動，不同類型的生產廠房，其設備的工作方式和振動產生原因又各有特點，因此工程設計和施工過程中所采取的防微振措施也有所區(qū)別。

　　電子工廠防微振工程設計與一般工程設計有明顯的不同，這是由其本身的特點決定的。精密設備的防微振設計有如下特點：其一，防微振工程是分階段進行的，它包括各階段的微振動測試、總平面布置設計、潔凈廠房建筑結構防微振設計、動力設備隔振設計及精密設備隔振設計等，只有分階段進行，才能使工程既能滿足精密設備容許振動值的要求，又能使工程盡可能達到經濟合理的目標，避免過度浪費;其二，微振動是物體的微觀運動，量值微小，影響因素多，傳遞途徑復雜，難以用理論公式來描述不同場地、不同環(huán)境的振動，精確的建模計算分析方法還不成熟，因此，特別要注重在工程每一階段振動實測取得的真實數(shù)據(jù)，據(jù)此進行下一階段的防微振工程設計。

　　電子工廠的防微振設計是一項系統(tǒng)設計工程，包括區(qū)域規(guī)劃、環(huán)境振動測試與評估、廠區(qū)規(guī)劃設計、潔凈廠房建筑結構防微振設計、精密設備防微振措施等等。IC工程的防微振技術特點是：建筑物主體結構的防微振措施、動力設備振動治理及精密設備如光刻機等的防微振措施。主體結構防微振措施一般采用復合地基、高剛性地面、工藝層防微振結構體系;動力設備采用主動高效隔振裝置;光刻機等精密設備采用高剛性底座、高性能隔振裝置等被動隔振措施等。TFT廠房與IC廠房有所不同，即除了對建筑物主體結構的防微振措施和對動力設備的振動源頭進行治理外，更主要的是解決生產線上眾多發(fā)振和怕振精密設備的隔振問題。方法是在發(fā)振和怕振設備下加設主動和被動隔振基臺，根據(jù)精密設備的不同類別和工作方式，使其滿足生產工藝的防微振技術要求。

　　電子廠房的防微振設計技術屬于多學科交叉領域，是結構工程、機械制造、儀器儀表、測試技術、控制技術及數(shù)據(jù)處理等多學科的綜合。中國電子工程設計院從上世紀60年代開始，就有專業(yè)人員從事振動研究，40多年來，科研成果涵蓋精密設備容許振動標準研究、動力設備隔振技術研究、精密設備防微振隔振系統(tǒng)研究等等，發(fā)表了眾多論文，撰寫了防微振專著《振動計算與隔振設計》，主編了國標《電子工業(yè)防微振工程設計規(guī)范》等，成功解決了近200余項工程設計中的防微振問題，涉及電子、精密機械等行業(yè)，積累了豐富的經驗。特別是IC和TFT類的電子工廠，已經總結了一套成熟的防微振工程設計程序，成功應用于華越、京東方等的工程項目中。

　　中國電子工程設計院防微振工程設計研究所是目前國內唯一專門從事防微振設計研究及施工的單位，在防微振領域擁有諸多自主知識產權技術，能夠為用戶提供工程場地微振動測試評估、建筑結構防微振設計、精密設備隔振基臺的仿真計算、設計、施工、安裝、調試等全過程和全方位服務。