防微振技術(shù)使精密生產(chǎn)成為可能

防微振技術(shù)廣泛應(yīng)用于電子工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域，從而保證精密設(shè)備能在各種復(fù)雜的振動(dòng)環(huán)境下正常工作。

電子工廠設(shè)計(jì)中的一個(gè)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(jìn)步的日新月異，制造精度已達(dá)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(dòng)控制在VC-E或VC-F級，即振動(dòng)速度應(yīng)小于3μm/s或1.5μm/s。對于TFT-LCD、LED(發(fā)光二極管)及OLED(有機(jī)發(fā)光二極管)來說，也有較嚴(yán)格的微振動(dòng)控制要求，如曝光機(jī)、涂布機(jī)等在自身會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)的情況下，要保證設(shè)備基臺的振動(dòng)值滿足VC-C的要求。其他如激光試驗(yàn)、納米材料試驗(yàn)及產(chǎn)品測試、單晶硅熔煉、光纖制造、光學(xué)測試及雷達(dá)性能測試等，都有微振動(dòng)控制的問題。因此可以認(rèn)為，防微振技術(shù)廣泛應(yīng)用于電子工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域，從而保證精密設(shè)備能在各種復(fù)雜的振動(dòng)環(huán)境下正常工作。

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

IC生產(chǎn)廠房有前工序和后工序之分。前工序廠房內(nèi)的光刻和檢測區(qū)有很高的防微振要求，其他工藝設(shè)備自身產(chǎn)生的振動(dòng)較小，主要是其附屬設(shè)備像FFU和真空泵、管道泵等會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。但后工序與前工序不同，工藝設(shè)備自身會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，如封裝設(shè)備、焊絲機(jī)等這樣有防微振要求的工藝設(shè)備本身也會(huì)產(chǎn)生較大振動(dòng)。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(nèi)有大量的發(fā)振和怕振設(shè)備，也有兩者合一的設(shè)備，而且振動(dòng)量值較IC廠房要大得多，曾經(jīng)測得在Robert基礎(chǔ)上的振動(dòng)達(dá)到了60μm/s的量級，超過了VC-A曲線。電子廠房內(nèi)的精密設(shè)備基本都有防微振要求，盡管好多精密設(shè)備已經(jīng)安裝有空氣隔振系統(tǒng)，但不能完全隔絕所有類型的振動(dòng)，不同類型的生產(chǎn)廠房，其設(shè)備的工作方式和振動(dòng)產(chǎn)生原因又各有特點(diǎn)，因此工程設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)與一般工程設(shè)計(jì)有明顯的不同，這是由其本身的特點(diǎn)決定的。精密設(shè)備的防微振設(shè)計(jì)有如下特點(diǎn)：其一，防微振工程是分階段進(jìn)行的，它包括各階段的微振動(dòng)測試、總平面布置設(shè)計(jì)、潔凈廠房建筑結(jié)構(gòu)防微振設(shè)計(jì)、動(dòng)力設(shè)備隔振設(shè)計(jì)及精密設(shè)備隔振設(shè)計(jì)等，只有分階段進(jìn)行，才能使工程既能滿足精密設(shè)備容許振動(dòng)值的要求，又能使工程盡可能達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理的目標(biāo)，避免過度浪費(fèi);其二，微振動(dòng)是物體的微觀運(yùn)動(dòng)，量值微小，影響因素多，傳遞途徑復(fù)雜，難以用理論公式來描述不同場地、不同環(huán)境的振動(dòng)，精確的建模計(jì)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(dòng)實(shí)測取得的真實(shí)數(shù)據(jù)，據(jù)此進(jìn)行下一階段的防微振工程設(shè)計(jì)。

電子工廠的防微振設(shè)計(jì)是一項(xiàng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程，包括區(qū)域規(guī)劃、環(huán)境振動(dòng)測試與評估、廠區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)、潔凈廠房建筑結(jié)構(gòu)防微振設(shè)計(jì)、精密設(shè)備防微振措施等等。IC工程的防微振技術(shù)特點(diǎn)是：建筑物主體結(jié)構(gòu)的防微振措施、動(dòng)力設(shè)備振動(dòng)治理及精密設(shè)備如光刻機(jī)等的防微振措施。主體結(jié)構(gòu)防微振措施一般采用復(fù)合地基、高剛性地面、工藝層防微振結(jié)構(gòu)體系;動(dòng)力設(shè)備采用主動(dòng)高效隔振裝置;光刻機(jī)等精密設(shè)備采用高剛性底座、高性能隔振裝置等被動(dòng)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(jié)構(gòu)的防微振措施和對動(dòng)力設(shè)備的振動(dòng)源頭進(jìn)行治理外，更主要的是解決生產(chǎn)線上眾多發(fā)振和怕振精密設(shè)備的隔振問題。方法是在發(fā)振和怕振設(shè)備下加設(shè)主動(dòng)和被動(dòng)隔振基臺，根據(jù)精密設(shè)備的不同類別和工作方式，使其滿足生產(chǎn)工藝的防微振技術(shù)要求。

電子廠房的防微振設(shè)計(jì)技術(shù)屬于多學(xué)科交叉領(lǐng)域，是結(jié)構(gòu)工程、機(jī)械制造、儀器儀表、測試技術(shù)、控制技術(shù)及數(shù)據(jù)處理等多學(xué)科的綜合。中國電子工程設(shè)計(jì)院從上世紀(jì)60年代開始，就有專業(yè)人員從事振動(dòng)研究，40多年來，科研成果涵蓋精密設(shè)備容許振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)研究、動(dòng)力設(shè)備隔振技術(shù)研究、精密設(shè)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(dòng)計(jì)算與隔振設(shè)計(jì)》，主編了國標(biāo)《電子工業(yè)防微振工程設(shè)計(jì)規(guī)范》等，成功解決了近200余項(xiàng)工程設(shè)計(jì)中的防微振問題，涉及電子、精密機(jī)械等行業(yè)，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。特別是IC和TFT類的電子工廠，已經(jīng)總結(jié)了一套成熟的防微振工程設(shè)計(jì)程序，成功應(yīng)用于華越、京東方等的工程項(xiàng)目中。

中國電子工程設(shè)計(jì)院防微振工程設(shè)計(jì)研究所是目前國內(nèi)唯一專門從事防微振設(shè)計(jì)研究及施工的單位，在防微振領(lǐng)域擁有諸多自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)，能夠?yàn)橛脩籼峁┕こ虉龅?strong>微振動(dòng)測試評估、建筑結(jié)構(gòu)防微振設(shè)計(jì)、精密設(shè)備隔振基臺的仿真計(jì)算、設(shè)計(jì)、施工、安裝、調(diào)試等全過程和全方位服務(wù)。