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        集成電路廠房微振響應(yīng)測(cè)試

        2021-03-08 09:39:49張騫任青
        中國(guó)水運(yùn) 2021年1期
        關(guān)鍵詞:振動(dòng)區(qū)域分析

        張騫 任青

        摘 要:高精度集成電路廠房對(duì)環(huán)境振動(dòng)有極高的要求,需要控制建筑的振動(dòng)水平。本文采用高靈敏度壓電式加速度傳感器,對(duì)四川某電子科技廠房進(jìn)行24h振動(dòng)監(jiān)測(cè),測(cè)試其振動(dòng)水平,通過(guò)測(cè)試所得時(shí)程數(shù)據(jù),對(duì)其采用的1/3倍頻分析法,分析其該廠房各點(diǎn)的振動(dòng)響應(yīng)特性。

        關(guān)鍵詞:集成電路廠房;振動(dòng)響應(yīng);1/3倍頻

        中圖分類(lèi)號(hào):TP212.9? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A? ? ? ? ? ? 文章編號(hào):1006—7973(2021)01-0157-02

        隨著現(xiàn)代各種精密儀器工業(yè)的蓬勃發(fā)展,各種類(lèi)型的光刻機(jī)以及芯片制造機(jī)產(chǎn)業(yè)都迎來(lái)了高速的發(fā)展時(shí)期,但是精密儀器的工作及運(yùn)轉(zhuǎn)需要更高的振動(dòng)要求,因此如何將環(huán)境振動(dòng)控制在儀器可控范圍之內(nèi)成為十分重要的問(wèn)題。微振控制不僅影響到機(jī)器設(shè)備、儀表器械的使用壽命和使用性能以及操作人員的正常工作,還影響到搭載平臺(tái)的生命力。

        本文結(jié)合四川某芯片廠房的現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)測(cè)試,分析其動(dòng)力特性,為其防微振設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

        1工程概況

        四川某芯片廠位于丘陵山坡、斜坡及坡間溝谷區(qū)域,為坡洪積地貌,后經(jīng)人工堆填形成現(xiàn)有場(chǎng)地,地形平坦,整個(gè)觀測(cè)區(qū)域的地層為第四系覆蓋層。工房的周邊均為丘陵地貌,南北有鐵路,東面有在建公路。工房?jī)?nèi)有80%以上區(qū)域?qū)儆诜牢⒄駞^(qū)域(如圖1)。

        從現(xiàn)場(chǎng)周邊環(huán)境觀察得到的產(chǎn)生主要振動(dòng)的源頭有如下三種原因:首先是由于現(xiàn)場(chǎng)周?chē)?km由從西往東的高鐵鐵路帶來(lái)的振動(dòng)源頭;其二,則是在現(xiàn)場(chǎng)位置的東側(cè)方向有新建的高速公路,途徑的車(chē)輛,卡車(chē)行駛引發(fā)的振動(dòng);其三,是由于現(xiàn)場(chǎng)靠近機(jī)場(chǎng),在飛機(jī)起降過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致振動(dòng)。本次測(cè)試分別重要區(qū)域的10個(gè)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試。

        2測(cè)試內(nèi)容及方案

        本次現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試所使用的測(cè)試設(shè)備為振動(dòng)采集傳感器,采集儀器,及采集軟件其頻率范圍為0.05-500Hz,分辨率達(dá)到0.0000006g,本此測(cè)試的時(shí)間主要為早上7:00-9:00以及夜晚4:00-6:00,考慮早晚不同情況的人類(lèi)活動(dòng)及自然脈動(dòng)引發(fā)的振動(dòng)水平,將獲得的時(shí)域數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)傅里葉變換得到頻域數(shù)據(jù),并將最終結(jié)果與規(guī)范進(jìn)行比對(duì)。本次采樣的參數(shù)設(shè)置如表1所示。

        測(cè)點(diǎn)的示意布置圖如圖2所示,1點(diǎn)與附近鐵路距離較近,5點(diǎn)與高速公路較為接近,因此,由以上2點(diǎn)所得的測(cè)試數(shù)據(jù),可以表明本測(cè)試場(chǎng)地的振動(dòng)最不利水平。

        3測(cè)試結(jié)果分析

        對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)原始場(chǎng)地進(jìn)行的時(shí)程振動(dòng)水平測(cè)試,將測(cè)試數(shù)據(jù)輸入SVSA時(shí)程分析軟件可以看出其自振頻率第一階為00.59Hz。

        圖4為微振動(dòng)響應(yīng)1 /3倍頻程的四坐標(biāo)諾模圖,其中橫坐標(biāo)為振動(dòng)頻率,縱坐標(biāo)為振動(dòng)幅值,單位為cm/s,通過(guò)傅里葉變換得到1/3倍頻譜圖形,本此測(cè)試中點(diǎn)位較多,取最不利點(diǎn)進(jìn)行分析:1點(diǎn)。

        由測(cè)試可以看出1點(diǎn)的南北向加速度值,速度和位移分別最大為0.153cm/s2,67.75μm/s和15.67μm,垂直向加速度值,速度和位移分別最大為0.241cm/s2,100.25μm/s和23.26μm,滿足設(shè)計(jì)所需達(dá)到的振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)VC-C;東西向加速度值,速度和位移分別最大為0.8916cm/s2,438.2μm/s和127.8μm,說(shuō)明靠近附近鐵路對(duì)1點(diǎn)東西向測(cè)試結(jié)果干擾較大,滿足設(shè)計(jì)所需達(dá)到的振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)VC-C。

        4結(jié)論

        (1)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的10個(gè)測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)水平都較小,滿足小于BBN-VC-C的振動(dòng)要求,場(chǎng)地振動(dòng)滿足微振動(dòng)設(shè)計(jì)控制。

        (2)廠房x向的振動(dòng)加速度峰值位于2.34hz-7.65hz之間,y向振動(dòng)加速度峰值位于45.1hz-55.7hz之間,z向加速度峰值位于21.4-23.5之間。

        (3)建議精密設(shè)備布局于遠(yuǎn)離丘陵區(qū)域,對(duì)于工廠內(nèi)的主要?jiǎng)恿υO(shè)備配備隔振基礎(chǔ)。

        參考文獻(xiàn):

        [1]GB/T 50269-1997, 地基動(dòng)力特性測(cè)試規(guī)范[S].

        [2]GB/T17249.1-1998,聲學(xué)、低噪聲工作場(chǎng)所設(shè)計(jì)指南噪聲控制規(guī)劃[S].

        [3]GB/T3222.2-2009,聲學(xué)、環(huán)境噪聲的描述、測(cè)量與評(píng)價(jià)[S].

        [4]胡曉勇.高科技廠房微振響應(yīng)分析[D].四川大學(xué),2006.

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        [6]夏泓泉,范進(jìn),何嫣然,丁建國(guó).環(huán)境微振動(dòng)下超精密加工設(shè)備基礎(chǔ)隔振分析[J].機(jī)械制造與自動(dòng)化,2019,48(04):37-38+45.

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