1. Usuwanie cząstek kurzu w czystym pomieszczeniu wolnym od kurzu
Główną funkcją pomieszczenia czystego jest kontrola czystości, temperatury i wilgotności atmosfery, na którą narażone są produkty (takie jak chipy silikonowe itp.), tak aby produkty mogły być wytwarzane i wytwarzane w przestrzeni o dobrych warunkach środowiskowych. Przestrzeń tę nazywamy pomieszczeniem czystym. Zgodnie z praktyką międzynarodową, poziom czystości jest głównie określany przez liczbę cząstek na metr sześcienny powietrza o średnicy większej niż norma klasyfikacyjna. Innymi słowy, tak zwany bezpyłowy nie oznacza 100% bezpyłowy, ale kontrolowany w bardzo małej jednostce. Oczywiście, cząstki, które spełniają normę pyłową w tej normie, są już bardzo małe w porównaniu ze zwykłym pyłem, który widzimy, ale w przypadku struktur optycznych nawet niewielka ilość pyłu będzie miała bardzo duży negatywny wpływ, więc bezpyłowość jest nieuniknionym wymogiem w produkcji produktów struktur optycznych.
Kontrola liczby cząstek pyłu o wielkości od 0,5 mikrona lub równej 0,5 mikrona na metr sześcienny do mniej niż 3520 na metr sześcienny pozwoli osiągnąć klasę A międzynarodowego standardu bezpyłowego. Standard bezpyłowy stosowany w produkcji i przetwarzaniu układów scalonych ma wyższe wymagania dotyczące pyłu niż klasa A, a tak wysoki standard jest stosowany głównie w produkcji niektórych układów scalonych o wyższym poziomie zaawansowania. Liczba cząstek pyłu jest ściśle kontrolowana i wynosi 35 200 na metr sześcienny, co jest powszechnie znane jako klasa B w przemyśle pomieszczeń czystych.
2. Trzy rodzaje stanów pomieszczeń czystych
Puste pomieszczenie czyste: pomieszczenie czyste, które zostało wybudowane i jest gotowe do użytku. Posiada wszystkie niezbędne usługi i funkcje. Jednak w obiekcie nie ma żadnego sprzętu obsługiwanego przez operatorów.
Statyczne pomieszczenie czyste: pomieszczenie czyste ze wszystkimi niezbędnymi funkcjami, odpowiednimi ustawieniami i instalacją, z którego można korzystać zgodnie z ustawieniami lub które jest w użyciu, ale w pomieszczeniu nie przebywają operatorzy.
Dynamiczne pomieszczenie czyste: pomieszczenie czyste użytkowane w normalnym trybie, z pełnym wyposażeniem, personelem i wszystkimi funkcjami serwisowymi; w razie potrzeby można w nim wykonywać normalne prace.
3. Elementy sterujące
(1). Może usuwać cząsteczki kurzu unoszące się w powietrzu.
(2). Może zapobiegać powstawaniu cząstek pyłu.
(3) Kontrola temperatury i wilgotności.
(4) Regulacja ciśnienia.
(5) Eliminacja szkodliwych gazów.
(6). Szczelność powietrzna konstrukcji i przegród.
(7) Zapobieganie elektryczności statycznej.
(8). Zapobieganie zakłóceniom elektromagnetycznym.
(9). Uwzględnienie współczynników bezpieczeństwa.
(10). Uwzględnienie oszczędności energii.
4. Klasyfikacja
Typ przepływu turbulentnego
Powietrze dostaje się do pomieszczenia czystego z klimatyzatora przez kanał wentylacyjny i filtr powietrza (HEPA) w pomieszczeniu czystym, a następnie powraca przez panele ścianek działowych lub podniesione podłogi po obu stronach pomieszczenia czystego. Przepływ powietrza nie odbywa się liniowo, lecz w sposób nieregularny, turbulentny lub wirowy. Ten typ jest odpowiedni dla pomieszczeń czystych klasy 1000–100 000.
Definicja: Czyste pomieszczenie, w którym strumień powietrza płynie z nierównomierną prędkością i nie jest równoległy, czemu towarzyszy cofanie się powietrza lub prądy wirowe.
Zasada: W przypadku pomieszczeń czystych o przepływie turbulentnym wykorzystuje się przepływ powietrza, który stale rozrzedza powietrze w pomieszczeniu i stopniowo rozrzedza powietrze zanieczyszczone, aby uzyskać czystość (pomieszczenia czyste o przepływie turbulentnym są na ogół projektowane dla poziomów czystości powyżej 1000 do 300 000).
Cechy: Pomieszczenia czyste o turbulentnym charakterze wymagają wielokrotnej wentylacji, aby osiągnąć czystość i poziom czystości. Liczba zmian wentylacji określa poziom oczyszczania w definicji (im więcej zmian wentylacji, tym wyższy poziom czystości).
(1) Czas samooczyszczania: odnosi się do czasu, w którym pomieszczenie czyste zaczyna dostarczać powietrze do pomieszczenia czystego zgodnie z zaprojektowanym wskaźnikiem wentylacji, a stężenie pyłu w pomieszczeniu osiąga zaprojektowany poziom czystości. Klasa 1000 nie powinna trwać dłużej niż 20 minut (do obliczeń można użyć 15 minut). Klasa 10 000 nie powinna trwać dłużej niż 30 minut (do obliczeń można użyć 25 minut). Klasa 100 000 nie powinna trwać dłużej niż 40 minut (do obliczeń można użyć 30 minut).
(2) Częstotliwość wentylacji (zaprojektowana zgodnie z powyższymi wymaganiami dotyczącymi czasu samoczyszczenia) klasa 1000: 43,5–55,3 razy/godzinę (standardowo: 50 razy/godzinę) klasa 10 000: 23,8–28,6 razy/godzinę (standardowo: 25 razy/godzinę) klasa 100 000: 14,4–19,2 razy/godzinę (standardowo: 15 razy/godzinę)
Zalety: prosta konstrukcja, niskie koszty budowy systemu, łatwość rozbudowy pomieszczenia czystego, w niektórych miejscach o specjalnym przeznaczeniu można zastosować bezpyłowy stół laboratoryjny w celu podniesienia klasy pomieszczenia czystego.
Wady: cząsteczki pyłu powstające w wyniku turbulencji unoszą się w powietrzu wewnątrz pomieszczenia i są trudne do usunięcia, co może łatwo zanieczyścić produkty procesowe. Ponadto, jeśli system zostanie zatrzymany, a następnie ponownie uruchomiony, osiągnięcie wymaganej czystości często zajmuje dużo czasu.
Przepływ laminarny
Powietrze przepływa laminarnie po równomiernej linii prostej. Powietrze dostaje się do pomieszczenia przez filtr o 100% stopniu pokrycia i powraca przez podłogę podwyższoną lub ścianki działowe po obu stronach. Ten typ filtra nadaje się do stosowania w pomieszczeniach czystych o wyższych klasach czystości, zazwyczaj od 1 do 100. Dostępne są dwa typy:
(1) Poziomy przepływ laminarny: Poziomy przepływ powietrza jest wydmuchiwany z filtra w jednym kierunku i zawracany przez układ powietrza powrotnego na przeciwległej ścianie. Pył jest odprowadzany na zewnątrz wraz z powietrzem. Zanieczyszczenie jest zazwyczaj poważniejsze po stronie wylotowej.
Zalety: Prosta konstrukcja, możliwość uzyskania stabilności w krótkim czasie po uruchomieniu.
Wady: Koszt budowy jest wyższy niż w przypadku przepływu turbulentnego, a przestrzeń wewnętrzna nie jest łatwa do powiększenia.
(2) Pionowy przepływ laminarny: Sufit pomieszczenia jest całkowicie pokryty filtrami ULPA, a powietrze jest nawiewane od góry do dołu, co pozwala na osiągnięcie wyższej czystości. Pył powstający podczas procesu lub przez personel może być szybko odprowadzany na zewnątrz, bez wpływu na inne obszary robocze.
Zalety: łatwość zarządzania, stabilność można osiągnąć w krótkim czasie po rozpoczęciu operacji, odporność na czynniki zewnętrzne lub operatorów.
Wady: Wysokie koszty budowy, trudności w elastycznym zagospodarowaniu przestrzeni, wieszaki sufitowe zajmują dużo miejsca, kłopotliwa naprawa i wymiana filtrów.
Typ kompozytowy
Typ kompozytowy polega na połączeniu lub wykorzystaniu przepływu turbulentnego i laminarnego, co pozwala na uzyskanie lokalnie wyjątkowo czystego powietrza.
(1) Czysty tunel: Użyj filtrów HEPA lub ULPA obejmujących 100% obszaru procesu lub obszaru roboczego, aby zwiększyć poziom czystości powyżej klasy 10, co może obniżyć koszty instalacji i eksploatacji.
Ten typ konserwacji wymaga odizolowania obszaru roboczego operatora od produktu i konserwacji maszyny, aby uniknąć wpływu na pracę i jakość podczas konserwacji maszyny.
Czyste tunele mają jeszcze dwie zalety: A. Łatwo je elastycznie rozbudowywać; B. Konserwację sprzętu można łatwo przeprowadzić w obszarze konserwacji.
(2) Czysta rura: otacza i oczyszcza automatyczną linię produkcyjną, przez którą przepływa produkt, i podnosi poziom czystości do klasy powyżej 100. Ponieważ produkt, operator i środowisko generujące pył są od siebie odizolowane, niewielka ilość powietrza może zapewnić dobrą czystość, co pozwala oszczędzać energię i jest najbardziej odpowiednie dla zautomatyzowanych linii produkcyjnych, które nie wymagają pracy ręcznej. Ma zastosowanie w przemyśle farmaceutycznym, spożywczym i półprzewodnikowym.
(3) Czyste miejsce: Poziom czystości obszaru procesu produkcyjnego w pomieszczeniu czystym o przepływie turbulentnym, w którym poziom czystości pomieszczenia wynosi 10 000–100 000, zwiększa się do 10–1000 lub więcej w celach produkcyjnych; do tej kategorii należą czyste stoły robocze, czyste wiaty, prefabrykowane pomieszczenia czyste i czyste szafy.
Czystość ławki: klasa 1~100.
Kabina czyszcząca: Niewielka przestrzeń otoczona antystatyczną, przezroczystą tkaniną plastikową w turbulentnym pomieszczeniu czystym, wykorzystująca niezależne filtry HEPA lub ULPA i klimatyzatory, aby stać się przestrzenią o wyższym poziomie czystości, o poziomie 10–1000, wysokości około 2,5 metra i powierzchni pokrycia około 10 m² lub mniejszej. Posiada cztery kolumny i jest wyposażona w ruchome koła, co zapewnia elastyczność użytkowania.
5. Przepływ powietrza Przepływ
Znaczenie przepływu powietrza
Czystość pomieszczenia czystego często zależy od przepływu powietrza. Innymi słowy, ruch i rozprzestrzenianie się pyłu generowanego przez ludzi, maszyny, konstrukcje budynków itp. są kontrolowane przez przepływ powietrza.
Pomieszczenie czyste wykorzystuje filtry HEPA i ULPA do filtrowania powietrza, a ich skuteczność zbierania pyłu sięga 99,97–99,99995%, co oznacza, że powietrze filtrowane przez ten filtr jest bardzo czyste. Jednak oprócz ludzi, w pomieszczeniu czystym znajdują się również źródła pyłu, takie jak maszyny. Gdy te pyły się rozprzestrzeniają, utrzymanie czystości w pomieszczeniu staje się niemożliwe, dlatego konieczne jest wykorzystanie przepływu powietrza, aby szybko usunąć powstały pył na zewnątrz.
Czynniki wpływające
Na przepływ powietrza w pomieszczeniu czystym wpływa wiele czynników, takich jak urządzenia procesowe, personel, materiały użyte do montażu pomieszczenia czystego, oprawy oświetleniowe itp. Jednocześnie należy wziąć pod uwagę punkt zmiany kierunku przepływu powietrza nad urządzeniami produkcyjnymi.
Punkt zmiany kierunku przepływu powietrza na powierzchni stołu operacyjnego lub urządzenia produkcyjnego powinien znajdować się w odległości 2/3 odległości między pomieszczeniem czystym a ścianką działową. Dzięki temu, podczas pracy operatora, strumień powietrza może przepływać z wnętrza pomieszczenia procesowego do pomieszczenia operacyjnego i usuwać pył. Jeśli punkt zmiany kierunku zostanie umieszczony przed pomieszczeniem procesowym, będzie to nieprawidłowe. W takim przypadku większość strumienia powietrza będzie kierowana do tyłu pomieszczenia procesowego, a pył powstający podczas pracy operatora będzie przenoszony do tyłu urządzenia, co doprowadzi do zanieczyszczenia stołu roboczego i nieuchronnego spadku wydajności.
Przeszkody, takie jak stoły robocze w pomieszczeniach czystych, będą miały prądy wirowe na styku, a czystość w ich pobliżu będzie stosunkowo niska. Wywiercenie otworu powrotnego powietrza w stole roboczym zminimalizuje zjawisko prądów wirowych; odpowiedni dobór materiałów montażowych i idealne rozmieszczenie urządzeń to również istotne czynniki wpływające na to, czy przepływ powietrza stanie się zjawiskiem prądów wirowych.
6. Skład pomieszczenia czystego
Skład pomieszczenia czystego tworzą następujące układy (żaden z nich nie jest niezbędny w układzie cząsteczkowym), w przeciwnym razie nie będzie możliwe utworzenie kompletnego i wysokiej jakości pomieszczenia czystego:
(1) System sufitowy: obejmujący pręt sufitowy, belkę dwuteową lub ceową, ruszt sufitowy lub ramę sufitową.
(2) Układ klimatyzacji: obejmujący klimatyzację kabiny, układ filtracyjny, wiatrak itp.
(3) Ściana działowa: obejmująca okna i drzwi.
(4) Podłoga: w tym podłoga podwyższona lub podłoga antystatyczna.
(5) Oświetlenie: płaska lampa oczyszczająca LED.
Główna konstrukcja pomieszczenia czystego jest zazwyczaj wykonana z prętów stalowych lub cementu kostnego, ale bez względu na rodzaj konstrukcji musi spełniać następujące warunki:
A. Nie powstaną żadne pęknięcia spowodowane zmianami temperatury i wibracjami;
B. Powstawanie cząsteczek pyłu nie jest łatwe, a cząsteczki te mają trudności z przyczepianiem się do siebie;
C. Niska higroskopijność;
D. Aby utrzymać odpowiednie warunki wilgotnościowe w pomieszczeniu czystym, izolacja cieplna musi być wysoka;
7. Klasyfikacja według zastosowania
Przemysłowe pomieszczenie czyste
Celem jest kontrola cząstek nieożywionych. Kontroluje ona głównie zanieczyszczenie powietrza cząsteczkami pyłu, które przedostają się do obiektu roboczego, a we wnętrzu utrzymuje się ciśnienie dodatnie. System ten nadaje się do zastosowań w przemyśle maszyn precyzyjnych, przemyśle elektronicznym (półprzewodniki, układy scalone itp.), przemyśle lotniczym, przemyśle chemicznym o wysokiej czystości, przemyśle energii atomowej, przemyśle optycznym i magnetycznym (produkcja płyt CD, filmów, taśm), LCD (szkło ciekłokrystaliczne), produkcji dysków twardych, głowic komputerowych i innych gałęziach przemysłu.
Biologiczne pomieszczenie czyste
Kontroluje głównie zanieczyszczenie obiektu roboczego cząstkami żywymi (bakteriami) i nieożywionymi (kurzem). Można je podzielić na:
A. Ogólne biologiczne pomieszczenie czyste: głównie kontroluje zanieczyszczenie mikroorganizmami (bakteriami). Jednocześnie materiały wewnętrzne muszą być odporne na erozję pod wpływem różnych środków sterylizujących, a wnętrze generalnie gwarantuje nadciśnienie. Zasadniczo materiały wewnętrzne muszą być odporne na różne metody sterylizacji stosowane w przemysłowych pomieszczeniach czystych. Przykłady: przemysł farmaceutyczny, szpitale (sale operacyjne, oddziały sterylizacyjne), przemysł spożywczy, kosmetyczny, produkcja napojów, laboratoria weterynaryjne, laboratoria badań fizykochemicznych, stacje krwiodawstwa itp.
B. Pomieszczenie czyste pod względem bezpieczeństwa biologicznego: służy głównie kontroli zanieczyszczeń pochodzących z żywych cząstek obiektu roboczego, przedostających się do świata zewnętrznego i ludzi. Ciśnienie wewnętrzne musi być utrzymywane na poziomie ujemnym w stosunku do atmosfery. Przykłady: bakteriologia, biologia, laboratoria czystości, inżynieria fizyczna (geny rekombinowane, przygotowywanie szczepionek).
Czas publikacji: 07-02-2025