זהו תרחיש שכולם מכירים: אתה משתמש בטלפון הסלולרי שלך כדי לחפש מידע – כתובת רחוב, מספר טלפון או טריוויה חיונית מאוד של הטלוויזיה והמכשיר שלך קופא. או גרוע מכך, הוא נכבה לגמרי. סביר להניח שהפרק לא עוצר שם אלא ממשיך להטריד אתכם עד שהטלפון יתוקן או יוחלף. מה גורם לזה לקרות?

כדי להבין מה משתבש, יש להבין תחילה כיצד שבב טלפון סלולרי – המוח והתקשורת של כל הטלפון – עשוי. וכדי להבין זאת, יש להכיר את המוליכים למחצה ואת אופן ייצורם.

מוליכים למחצה הם מוצקים גבישים או זכוכית בעלי מאפיינים חשמליים מובהקים. הם מוגדרים על ידי התנהגותם המוליכה הייחודית, אי שם בין מתכת למבודד. ניתן לשנות את תכונותיהם החשמליות כדי לאפשר הגברה והמרת אנרגיה. מכשירים המשתמשים במוליכים למחצה מעבירים זרמים ביתר קלות בכיוון אחד מהשני עם התנגדות משתנה ורגישות לאור או לחום.

לייצור טכנולוגיה אלקטרונית, כגון טלפון סלולרי, מיוצרים מוליכים למחצה למעגלים משולבים. תהליך זה מתחיל באחד היסודות הנפוצים ביותר על פני כדור הארץ, סיליקון. הסיליקון מצוי בעיקר בחול ומשם מעודן לטוהר של 100% לפני שהוא מתאים לייצור. יש צורך בבהירות מוחלטת כדי לייצר שבבים המתפקדים כראוי. אפילו הפגם הקטן ביותר יכול להשפיע באופן קיצוני על איכות המוצר המיוצר.

כדי להשיג זאת, סיליקון טהור מחומם עד שהוא מגיע למצב מותך. לאחר מכן, "זרע" סיליקון מובנה לחלוטין יורד לתוך הסיליקון המותך. המאפיינים הכימיים של הסיליקון המותך מאפשרים ליצור קשר כימי בין הזרע לבין נתח הסיליקון המוצק, שאפשר למשוך אותו לאט מהסיליקון כשהוא מתקרר, להיווצר ולהתמצק סביב הזרע. עם סיום התהליך, החלק המוגמר, גוש, יחקה את המאפיינים הפיזיים של חומר הזרע המקורי. לאחר מכן מנסרים את הגוש בזהירות לפלים דקים.

לאחר השלמת כל שלבי הייצור, מונחת שכבת הגנה אחרונה על כל הפרוס. בממדים כה זעירים, אפילו כתם האבק הזעיר ביותר יכול להרוס את הפונקציונאליות של שבב שלם .1 על מנת להשיג זאת, יש להשתמש בתנאי עבודה בתוליים; מכאן, יצירת "חדר נקי".

חדר נקי הוא סביבה מבוקרת סביבתית שבה מייצרים מוצרים. חדרי נקי מוגדרים כחללים סגורים שנבנו במיוחד בהם המזהמים באוויר נשלטים מאוד ביחס לחלקיקים באוויר, טמפרטורה, לחות, לחץ אוויר, דפוסי זרימת אוויר, תנועת אוויר, רטט, רעש, אורגניזמים חיים ותאורה.

החשיבות של חדרי נקי בייצור מוליכים למחצה

הרמה שאליה יש להסיר חלקיקים אלה תלויה בסטנדרטים הנדרשים. התקן הנפוץ ביותר הוא הארגון הבינלאומי לתקינה, ISO 14644 הקובע סוגים סטנדרטיים של ניקיון אוויר לרמות חלקיקים מוטסות ב חדרי נקי ואזורים נקיים. כללים ונהלים קפדניים פועלים על מנת למנוע זיהום של המוצר. 2 ללא שליטה אפקטיבית, זיהום יכול לגרום להרס על מוצרים ותהליכים.