集成電路廠房微振響應測試

張騫 任青

摘 要：高精度集成電路廠房對環境振動有極高的要求，需要控制建筑的振動水平。本文采用高靈敏度壓電式加速度傳感器，對四川某電子科技廠房進行24h振動監測，測試其振動水平，通過測試所得時程數據，對其采用的1/3倍頻分析法，分析其該廠房各點的振動響應特性。

關鍵詞：集成電路廠房;振動響應;1/3倍頻

中圖分類號：TP212.9? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2021）01-0157-02

隨著現代各種精密儀器工業的蓬勃發展，各種類型的光刻機以及芯片制造機產業都迎來了高速的發展時期，但是精密儀器的工作及運轉需要更高的振動要求，因此如何將環境振動控制在儀器可控范圍之內成為十分重要的問題。微振控制不僅影響到機器設備、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，還影響到搭載平臺的生命力。

本文結合四川某芯片廠房的現場振動測試，分析其動力特性，為其防微振設計提供依據。

1工程概況

四川某芯片廠位于丘陵山坡、斜坡及坡間溝谷區域，為坡洪積地貌，后經人工堆填形成現有場地，地形平坦，整個觀測區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。工房內有80%以上區域屬于防微振區域（如圖1）。

從現場周邊環境觀察得到的產生主要振動的源頭有如下三種原因：首先是由于現場周圍近5km由從西往東的高鐵鐵路帶來的振動源頭;其二，則是在現場位置的東側方向有新建的高速公路，途徑的車輛，卡車行駛引發的振動;其三，是由于現場靠近機場，在飛機起降過程中會導致振動。本次測試分別重要區域的10個測點進行測試。

2測試內容及方案

本次現場測試所使用的測試設備為振動采集傳感器，采集儀器，及采集軟件其頻率范圍為0.05-500Hz，分辨率達到0.0000006g，本此測試的時間主要為早上7：00-9：00以及夜晚4：00-6：00，考慮早晚不同情況的人類活動及自然脈動引發的振動水平，將獲得的時域數據經過傅里葉變換得到頻域數據，并將最終結果與規范進行比對。本次采樣的參數設置如表1所示。

測點的示意布置圖如圖2所示，1點與附近鐵路距離較近，5點與高速公路較為接近，因此，由以上2點所得的測試數據，可以表明本測試場地的振動最不利水平。

3測試結果分析

對于現場原始場地進行的時程振動水平測試，將測試數據輸入SVSA時程分析軟件可以看出其自振頻率第一階為00.59Hz。

圖4為微振動響應1 /3倍頻程的四坐標諾模圖，其中橫坐標為振動頻率，縱坐標為振動幅值，單位為cm/s，通過傅里葉變換得到1/3倍頻譜圖形，本此測試中點位較多，取最不利點進行分析：1點。

由測試可以看出1點的南北向加速度值，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，滿足設計所需達到的振動標準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，說明靠近附近鐵路對1點東西向測試結果干擾較大，滿足設計所需達到的振動標準VC-C。

4結論

（1）現場測試的10個測點的振動水平都較小，滿足小于BBN-VC-C的振動要求，場地振動滿足微振動設計控制。

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

（3）建議精密設備布局于遠離丘陵區域，對于工廠內的主要動力設備配備隔振基礎。

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