1. Eliminación de partículas de po nunha sala limpa libre de po
A función principal dunha sala limpa é controlar a limpeza, a temperatura e a humidade da atmosfera á que están expostos os produtos (como os chips de silicio, etc.), de xeito que os produtos poidan producirse e fabricarse nun bo espazo ambiental. A este espazo chamámoslle sala limpa. Segundo a práctica internacional, o nivel de limpeza determínase principalmente polo número de partículas por metro cúbico de aire cun diámetro maior que o estándar de clasificación. Noutras palabras, o chamado "libre de po" non está 100 % libre de po, senón que se controla nunha unidade moi pequena. Por suposto, as partículas que cumpren co estándar de po neste estándar xa son moi pequenas en comparación co po común que vemos, pero para as estruturas ópticas, mesmo un pouco de po terá un impacto negativo moi grande, polo que a ausencia de po é un requisito inevitable na produción de produtos de estrutura óptica.
Controlar o número de partículas de po cun tamaño de partícula maior ou igual a 0,5 micras por metro cúbico a menos de 3520/metro cúbico alcanzará a clase A do estándar internacional sen po. O estándar sen po empregado na produción e procesamento a nivel de chip ten requisitos máis altos para o po que a clase A, e este estándar tan alto úsase principalmente na produción dalgúns chips de nivel superior. O número de partículas de po contrólase estritamente a 35.200 por metro cúbico, o que se coñece comunmente como clase B na industria das salas limpas.
2. Tres tipos de estados de sala limpa
Sala limpa baleira: unha instalación de sala limpa que foi construída e que se pode poñer en funcionamento. Ten todos os servizos e funcións relevantes. Non obstante, non hai equipos operados por operadores nas instalacións.
Sala limpa estática: unha instalación de sala limpa con funcións completas, configuración e instalación axeitadas, que se pode usar segundo a configuración ou está en uso, pero non hai operadores nas instalacións.
Sala limpa dinámica: unha sala limpa en uso normal, con funcións de servizo, equipamento e persoal completos; se é necesario, pódese realizar o traballo normal.
3. Elementos de control
(1). Pode eliminar as partículas de po que flotan no aire.
(2). Pode evitar a xeración de partículas de po.
(3). Control da temperatura e da humidade.
(4). Regulación da presión.
(5). Eliminación de gases nocivos.
(6). Estanqueidade das estruturas e compartimentos.
(7). Prevención da electricidade estática.
(8). Prevención de interferencias electromagnéticas.
(9). Consideración dos factores de seguridade.
(10). Consideración do aforro de enerxía.
4. Clasificación
Tipo de fluxo turbulento
O aire entra na sala limpa desde a caixa do aire acondicionado a través do conduto de aire e do filtro de aire (HEPA) na sala limpa, e é devolto desde os paneis de parede divisoria ou os pisos elevados a ambos os dous lados da sala limpa. O fluxo de aire non se move de forma lineal, senón que presenta un estado turbulento ou de remolinos irregular. Este tipo é axeitado para salas limpas de clase 1.000-100.000.
Definición: Unha sala limpa onde o fluxo de aire flúe a unha velocidade desigual e non é paralelo, acompañado de refluxo ou correntes de Foucault.
Principio: As salas limpas turbulentas dependen do fluxo de aire de subministración de aire para diluír continuamente o aire interior e diluír gradualmente o aire contaminado para lograr a limpeza (as salas limpas turbulentas xeralmente están deseñadas con niveis de limpeza superiores a 1.000 a 300.000).
Características: As salas limpas turbulentas dependen de múltiples ventilacións para acadar a limpeza e os niveis de limpeza. O número de cambios de ventilación determina o nivel de purificación na definición (cantos máis cambios de ventilación haxa, maior será o nivel de limpeza)
(1) Tempo de autopurificación: refírese ao tempo no que a sala limpa comeza a subministrar aire á sala limpa segundo o número de ventilación deseñado e a concentración de po na sala alcanza o nivel de limpeza deseñado. Espérase que a clase 1.000 non sexa superior a 20 minutos (pódense usar 15 minutos para o cálculo), espérase que a clase 10.000 non sexa superior a 30 minutos (pódense usar 25 minutos para o cálculo) e espérase que a clase 100.000 non sexa superior a 40 minutos (pódense usar 30 minutos para o cálculo).
(2) Frecuencia de ventilación (deseñada segundo os requisitos de tempo de autolimpeza anteriores) clase 1.000: 43,5-55,3 veces/hora (estándar: 50 veces/hora) clase 10.000: 23,8-28,6 veces/hora (estándar: 25 veces/hora) clase 100.000: 14,4-19,2 veces/hora (estándar: 15 veces/hora)
Vantaxes: estrutura simple, baixo custo de construción do sistema, sala limpa fácil de ampliar, nalgúns lugares para fins especiais, pódese usar un banco de limpeza sen po para mellorar o grao da sala limpa.
Desvantaxes: as partículas de po causadas pola turbulencia flotan no espazo interior e son difíciles de descargar, o que pode contaminar facilmente os produtos do proceso. Ademais, se o sistema se detén e logo se activa, adoita levar moito tempo alcanzar a limpeza requirida.
Fluxo laminar
O fluxo laminar de aire móvese nunha liña recta uniforme. O aire entra na sala a través dun filtro cunha taxa de cobertura do 100 % e é devolto a través do chan elevado ou das táboas divisorias de ambos os dous lados. Este tipo é axeitado para o seu uso en ambientes de salas limpas con graos de sala limpa máis altos, xeralmente de clase 1 a 100. Hai dous tipos:
(1) Fluxo laminar horizontal: o aire horizontal é expulsado do filtro nunha única dirección e devolto polo sistema de retorno de aire na parede oposta. O po é expulsado ao exterior na dirección do aire. En xeral, a contaminación é máis grave no lado augas abaixo.
Vantaxes: estrutura simple, pode estabilizarse nun curto período de tempo despois da operación.
Desvantaxes: o custo de construción é maior que o do fluxo turbulento e o espazo interior non é doado de ampliar.
(2) Fluxo laminar vertical: o teito da sala está completamente cuberto con filtros ULPA e o aire sopra de arriba a abaixo, o que pode conseguir unha maior limpeza. O po xerado durante o proceso ou polo persoal pode ser expulsado rapidamente ao exterior sen afectar outras zonas de traballo.
Vantaxes: Fácil de xestionar, pódese conseguir un estado estable pouco tempo despois de comezar a operación e non se ve afectado facilmente polo estado de funcionamento ou os operadores.
Desvantaxes: Alto custo de construción, dificultade para aproveitar o espazo de forma flexible, os colgadores de teito ocupan moito espazo e dificultade para reparar e substituír os filtros.
Tipo composto
O tipo composto consiste en combinar ou usar o tipo de fluxo turbulento e o tipo de fluxo laminar xuntos, o que pode proporcionar aire ultralimpo local.
(1) Túnel limpo: use filtros HEPA ou ULPA para cubrir o 100 % da área de proceso ou de traballo para aumentar o nivel de limpeza por riba da Clase 10, o que pode aforrar custos de instalación e funcionamento.
Este tipo require que a área de traballo do operador estea illada do produto e do mantemento da máquina para evitar que se afecte o traballo e a calidade durante o mantemento da máquina.
Os túneles limpos teñen outras dúas vantaxes: A. Facilidade de expansión flexible; B. O mantemento dos equipos pódese realizar facilmente na área de mantemento.
(2) Tubo limpo: rodea e purifica a liña de produción automática pola que pasa o fluxo de produto e aumenta o nivel de limpeza por riba da clase 100. Debido a que o produto, o operador e o ambiente xerador de po están illados entre si, unha pequena cantidade de subministración de aire pode lograr unha boa limpeza, o que pode aforrar enerxía e é máis axeitado para liñas de produción automatizadas que non requiren man de obra manual. É aplicable ás industrias farmacéutica, alimentaria e de semicondutores.
(3) Punto limpo: o nivel de limpeza da área de proceso do produto na sala limpa turbulenta cun nivel de sala limpa de 10.000 a 100.000 aumenta a 10 a 1000 ou superior para fins de produción; as mesas de traballo limpas, os galpóns limpos, as salas limpas prefabricadas e os armarios limpos pertencen a esta categoría.
Banco limpo: clase 1~100.
Cabina limpa: Un pequeno espazo rodeado por unha tea de plástico transparente antiestática nun espazo de sala limpa turbulenta, que emprega unidades HEPA ou ULPA e de aire acondicionado independentes para converterse nun espazo limpo de nivel superior, cun nivel de 10~1000, unha altura duns 2,5 metros e unha área de cobertura duns 10 m2 ou menos. Ten catro piares e está equipado con rodas móbiles para un uso flexible.
5. Fluxo de aire
Importancia do fluxo de aire
A limpeza dunha sala limpa adoita verse afectada polo fluxo de aire. Noutras palabras, o movemento e a difusión do po xerado polas persoas, os compartimentos das máquinas, as estruturas dos edificios, etc., están controlados polo fluxo de aire.
A sala limpa usa HEPA e ULPA para filtrar o aire, e a súa taxa de recollida de po é de ata o 99,97 ~ 99,99995 %, polo que se pode dicir que o aire filtrado por este filtro está moi limpo. Non obstante, ademais das persoas, tamén hai fontes de po como as máquinas na sala limpa. Unha vez que estes po xerados se estenden, é imposible manter un espazo limpo, polo que se debe usar o fluxo de aire para descargar rapidamente o po xerado ao exterior.
Factores influentes
Hai moitos factores que afectan o fluxo de aire dunha sala limpa, como o equipo de proceso, o persoal, os materiais de montaxe da sala limpa, os accesorios de iluminación, etc. Ao mesmo tempo, tamén se debe ter en conta o punto de desviación do fluxo de aire por riba do equipo de produción.
O punto de desviación do fluxo de aire na superficie dunha mesa de operacións xeral ou dun equipo de produción debe fixarse a 2/3 da distancia entre o espazo da sala limpa e a placa divisoria. Deste xeito, cando o operador está a traballar, o fluxo de aire pode fluír desde o interior da área de proceso ata a área de operación e eliminar o po; se o punto de desviación se configura diante da área de proceso, converterase nunha desviación de fluxo de aire inadecuada. Neste momento, a maior parte do fluxo de aire fluirá cara á parte traseira da área de proceso e o po causado pola operación do operador será transportado á parte traseira do equipo, e a mesa de traballo contaminarase e o rendemento inevitablemente diminuirá.
Os obstáculos como as mesas de traballo nas salas limpas terán correntes de Foucault na unión e a limpeza preto delas será relativamente deficiente. Perforar un orificio de retorno de aire na mesa de traballo minimizará o fenómeno das correntes de Foucault; se a selección dos materiais de montaxe é axeitada e se a disposición do equipo é perfecta tamén son factores importantes para determinar se o fluxo de aire se converte nun fenómeno de correntes de Foucault.
6. Composición da sala limpa
A composición dunha sala limpa está composta polos seguintes sistemas (ningún dos cales é indispensable nas moléculas do sistema); se non, non será posible formar unha sala limpa completa e de alta calidade:
(1) Sistema de teito: incluíndo varilla de teito, viga en I ou en U, reixa de teito ou marco de teito.
(2) Sistema de aire acondicionado: incluíndo cabina de aire, sistema de filtro, muíño de vento, etc.
(3) Parede divisoria: incluíndo fiestras e portas.
(4) Chanzo: incluíndo chanzo elevado ou chanzozo antiestático.
(5) Accesorios de iluminación: lámpada plana purificadora LED.
A estrutura principal da sala limpa xeralmente está feita de barras de aceiro ou cemento óseo, pero independentemente do tipo de estrutura que sexa, debe cumprir as seguintes condicións:
A. Non se producirán gretas debido a cambios de temperatura e vibracións;
B. Non é doado producir partículas de po e é difícil que as partículas se adhiran;
C. Baixa higroscopicidade;
D. Para manter as condicións de humidade na sala limpa, o illamento térmico debe ser alto;
7. Clasificación por uso
Sala limpa industrial
O obxectivo é o control de partículas inanimadas. Controla principalmente a contaminación das partículas de po do aire no obxecto de traballo, e o interior xeralmente mantén un estado de presión positiva. É axeitado para a industria de maquinaria de precisión, a industria electrónica (semicondutores, circuítos integrados, etc.), a industria aeroespacial, a industria química de alta pureza, a industria da enerxía atómica, a industria de produtos ópticos e magnéticos (produción de CD, películas, cintas), LCD (vidro de cristal líquido), discos duros de ordenador, produción de cabezales de ordenador e outras industrias.
Sala limpa biolóxica
Controla principalmente a contaminación de partículas vivas (bacterias) e partículas inanimadas (po) no obxecto de traballo. Pódese dividir en:
A. Sala limpa biolóxica xeral: controla principalmente a contaminación por obxectos microbianos (bacterianos). Ao mesmo tempo, os seus materiais internos deben ser capaces de soportar a erosión de varios axentes esterilizantes e o interior xeralmente garante presión positiva. Esencialmente, os materiais internos deben ser capaces de soportar varios tratamentos de esterilización de salas limpas industriais. Exemplos: industria farmacéutica, hospitais (quirófanos, salas estériles), alimentos, cosméticos, produción de bebidas, laboratorios de animais, laboratorios de probas físicas e químicas, estacións de sangue, etc.
B. Sala limpa de seguridade biolóxica: controla principalmente a contaminación das partículas vivas do obxecto de traballo cara ao mundo exterior e ás persoas. A presión interna debe manterse negativa coa atmosfera. Exemplos: bacterioloxía, bioloxía, laboratorios limpos, enxeñaría física (xenes recombinantes, preparación de vacinas)
Data de publicación: 07-02-2025