集成电路厂房微振响应测试

张骞 任青

摘 要：高精度集成电路厂房对环境振动有极高的要求，需要控制建筑的振动水平。本文采用高灵敏度压电式加速度传感器，对四川某电子科技厂房进行24h振动监测，测试其振动水平，通过测试所得时程数据，对其采用的1/3倍频分析法，分析其该厂房各点的振动响应特性。

关键词：集成电路厂房;振动响应;1/3倍频

中图分类号：TP212.9            文献标识码：A            文章编号：1006—7973（2021）01-0157-02

随着现代各种精密仪器工业的蓬勃发展，各种类型的光刻机以及芯片制造机产业都迎来了高速的发展时期，但是精密仪器的工作及运转需要更高的振动要求，因此如何将环境振动控制在仪器可控范围之内成为十分重要的问题。微振控制不仅影响到机器设备、仪表器械的使用寿命和使用性能以及操作人员的正常工作，还影响到搭载平台的生命力。

本文结合四川某芯片厂房的现场振动测试，分析其动力特性，为其防微振设计提供依据。

1工程概况

四川某芯片厂位于丘陵山坡、斜坡及坡间沟谷区域，为坡洪积地貌，后经人工堆填形成现有场地，地形平坦，整个观测区域的地层为第四系覆盖层。工房的周边均为丘陵地貌，南北有铁路，东面有在建公路。工房内有80%以上区域属于防微振区域（如图1）。

从现场周边环境观察得到的产生主要振动的源头有如下三种原因：首先是由于现场周围近5km由从西往东的高铁铁路带来的振动源头;其二，则是在现场位置的东侧方向有新建的高速公路，途径的车辆，卡车行驶引发的振动;其三，是由于现场靠近机场，在飞机起降过程中会导致振动。本次测试分别重要区域的10个测点进行测试。

2测试内容及方案

本次现场测试所使用的測试设备为振动采集传感器，采集仪器，及采集软件其频率范围为0.05-500Hz，分辨率达到0.0000006g，本此测试的时间主要为早上7：00-9：00以及夜晚4：00-6：00，考虑早晚不同情况的人类活动及自然脉动引发的振动水平，将获得的时域数据经过傅里叶变换得到频域数据，并将最终结果与规范进行比对。本次采样的参数设置如表1所示。

测点的示意布置图如图2所示，1点与附近铁路距离较近，5点与高速公路较为接近，因此，由以上2点所得的测试数据，可以表明本测试场地的振动最不利水平。

3测试结果分析

对于现场原始场地进行的时程振动水平测试，将测试数据输入SVSA时程分析软件可以看出其自振频率第一阶为00.59Hz。

图4为微振动响应1 /3倍频程的四坐标诺模图，其中横坐标为振动频率，纵坐标为振动幅值，单位为cm/s，通过傅里叶变换得到1/3倍频谱图形，本此测试中点位较多，取最不利点进行分析：1点。

由测试可以看出1点的南北向加速度值，速度和位移分别最大为0.153cm/s2，67.75μm/s和15.67μm，垂直向加速度值，速度和位移分别最大为0.241cm/s2，100.25μm/s和23.26μm，满足设计所需达到的振动标准VC-C;东西向加速度值，速度和位移分别最大为0.8916cm/s2，438.2μm/s和127.8μm，说明靠近附近铁路对1点东西向测试结果干扰较大，满足设计所需达到的振动标准VC-C。

4结论

（1）现场测试的10个测点的振动水平都较小，满足小于BBN-VC-C的振动要求，场地振动满足微振动设计控制。

（2）厂房x向的振动加速度峰值位于2.34hz-7.65hz之间，y向振动加速度峰值位于45.1hz-55.7hz之间，z向加速度峰值位于21.4-23.5之间。

（3）建议精密设备布局于远离丘陵区域，对于工厂内的主要动力设备配备隔振基础。

参考文献：

[1]GB/T 50269-1997， 地基动力特性测试规范[S].

[2]GB/T17249.1-1998，声学、低噪声工作场所设计指南噪声控制规划[S].

[3]GB/T3222.2-2009，声学、环境噪声的描述、测量与评价[S].

[4]胡晓勇.高科技厂房微振响应分析[D].四川大学，2006.

[5]高广运，聂春晓，李绍毅.电子厂房环境振动测试及有限元分析[J].合肥工业大学学报（自然科学版），2016，39（04）：518-522.

[6]夏泓泉，范进，何嫣然，丁建国.环境微振动下超精密加工设备基础隔振分析[J].机械制造与自动化，2019，48（04）：37-38+45.

[7]赖林忠.大型电子洁净厂房建筑设计浅谈[J].河南建材，2014（04）：125-126+129.