1. Remoção de partículas de poeira em sala limpa e livre de poeira
A principal função de uma sala limpa é controlar a limpeza, a temperatura e a umidade da atmosfera à qual os produtos (como chips de silício, etc.) são expostos, para que os produtos possam ser produzidos e fabricados em um bom ambiente. Chamamos esse espaço de sala limpa. De acordo com a prática internacional, o nível de limpeza é determinado principalmente pelo número de partículas por metro cúbico de ar com diâmetro maior que o padrão de classificação. Em outras palavras, o chamado "sem poeira" não é 100% livre de poeira, mas controlado em uma unidade muito pequena. É claro que as partículas que atendem ao padrão de poeira neste padrão já são muito pequenas em comparação com a poeira comum que vemos, mas para estruturas ópticas, mesmo um pouco de poeira terá um impacto negativo muito grande, portanto, a ausência de poeira é um requisito inevitável na produção de produtos de estrutura óptica.
Controlar o número de partículas de poeira com tamanho de partícula maior ou igual a 0,5 mícron por metro cúbico para menos de 3520/metro cúbico alcançará a classe A do padrão internacional livre de poeira. O padrão livre de poeira usado na produção e processamento em nível de chip possui requisitos de poeira mais elevados do que a classe A, e um padrão tão elevado é usado principalmente na produção de alguns chips de nível superior. O número de partículas de poeira é rigorosamente controlado em 35.200 por metro cúbico, o que é comumente conhecido como classe B na indústria de salas limpas.
2. Três tipos de estados de salas limpas
Sala limpa vazia: uma sala limpa que foi construída e está em condições de uso. Possui todos os serviços e funções relevantes. No entanto, não há equipamentos operados por operadores na instalação.
Sala limpa estática: uma sala limpa com funções completas, configurações e instalação adequadas, que pode ser usada de acordo com as configurações ou está em uso, mas não há operadores na instalação.
Sala limpa dinâmica: uma sala limpa em uso normal, com funções de serviço, equipamentos e pessoal completos; se necessário, o trabalho normal pode ser realizado.
3. Itens de controle
(1). Pode remover partículas de poeira flutuando no ar.
(2). Pode evitar a geração de partículas de poeira.
(3). Controle de temperatura e umidade.
(4). Regulação da pressão.
(5). Eliminação de gases nocivos.
(6). Estanqueidade ao ar de estruturas e compartimentos.
(7). Prevenção de eletricidade estática.
(8). Prevenção de interferência eletromagnética.
(9). Consideração dos fatores de segurança.
(10). Consideração da economia de energia.
4. Classificação
Tipo de fluxo turbulento
O ar entra na sala limpa a partir da caixa de ar condicionado, através do duto de ar e do filtro de ar (HEPA) da sala limpa, e retorna pelos painéis da parede divisória ou pisos elevados em ambos os lados da sala limpa. O fluxo de ar não se move de forma linear, mas apresenta um estado turbulento ou de turbilhão irregular. Este tipo é adequado para salas limpas de classe 1.000-100.000.
Definição: Uma sala limpa onde o fluxo de ar flui em velocidade irregular e não é paralelo, acompanhado de refluxo ou corrente parasita.
Princípio: Salas limpas turbulentas dependem do fluxo de ar fornecido para diluir continuamente o ar interno e diluir gradualmente o ar poluído para atingir a limpeza (salas limpas turbulentas geralmente são projetadas com níveis de limpeza acima de 1.000 a 300.000).
Características: Salas limpas turbulentas dependem de múltiplas ventilações para atingir níveis de limpeza e asseio. O número de trocas de ventilação determina o nível de purificação na definição (quanto mais trocas de ventilação, maior o nível de limpeza).
(1) Tempo de autopurificação: refere-se ao tempo em que a sala limpa começa a fornecer ar para a sala limpa de acordo com o número de ventilação projetado e a concentração de poeira na sala atinge o nível de limpeza projetado. A classe 1.000 deve ser de no máximo 20 minutos (15 minutos podem ser usados para cálculo). A classe 10.000 deve ser de no máximo 30 minutos (25 minutos podem ser usados para cálculo). A classe 100.000 deve ser de no máximo 40 minutos (30 minutos podem ser usados para cálculo).
(2) Frequência de ventilação (projetada de acordo com os requisitos de tempo de autolimpeza acima) classe 1.000: 43,5-55,3 vezes/hora (padrão: 50 vezes/hora) classe 10.000: 23,8-28,6 vezes/hora (padrão: 25 vezes/hora) classe 100.000: 14,4-19,2 vezes/hora (padrão: 15 vezes/hora)
Vantagens: estrutura simples, baixo custo de construção do sistema, sala limpa fácil de expandir, em alguns locais de uso especial, bancada limpa sem poeira pode ser usada para melhorar a qualidade da sala limpa.
Desvantagens: partículas de poeira causadas pela turbulência flutuam no ambiente interno e são difíceis de serem eliminadas, o que pode facilmente contaminar os produtos do processo. Além disso, se o sistema for parado e depois ativado, muitas vezes leva muito tempo para atingir a limpeza necessária.
Fluxo laminar
O ar de fluxo laminar se move em linha reta e uniforme. O ar entra na sala através de um filtro com taxa de cobertura de 100% e retorna pelo piso elevado ou pelas divisórias em ambos os lados. Este tipo é adequado para uso em ambientes de salas limpas com graus de proteção mais altos, geralmente de 1 a 100. Existem dois tipos:
(1) Fluxo laminar horizontal: o ar horizontal é expelido do filtro em uma única direção e retornado pelo sistema de retorno de ar na parede oposta. A poeira é descarregada para o exterior com a direção do ar. Geralmente, a poluição é mais grave no lado a jusante.
Vantagens: Estrutura simples, pode se tornar estável em pouco tempo após a operação.
Desvantagens: O custo de construção é maior que o fluxo turbulento e o espaço interno não é fácil de expandir.
(2) Fluxo laminar vertical: o teto da sala é totalmente coberto com filtros ULPA, e o ar é soprado de cima para baixo, o que proporciona maior limpeza. A poeira gerada durante o processo ou pela equipe pode ser rapidamente descarregada para fora sem afetar outras áreas de trabalho.
Vantagens: Fácil de gerenciar, o estado estável pode ser alcançado em pouco tempo após o início da operação e não é facilmente afetado pelo estado operacional ou pelos operadores.
Desvantagens: Alto custo de construção, dificuldade de uso flexível do espaço, suportes de teto ocupam muito espaço e é difícil consertar e substituir filtros.
Tipo composto
O tipo composto é combinar ou usar o tipo de fluxo turbulento e o tipo de fluxo laminar juntos, o que pode fornecer ar ultralimpo local.
(1) Túnel limpo: use filtros HEPA ou ULPA para cobrir 100% da área de processo ou área de trabalho para aumentar o nível de limpeza acima da Classe 10, o que pode economizar custos de instalação e operação.
Este tipo exige que a área de trabalho do operador seja isolada do produto e da manutenção da máquina para não afetar o trabalho e a qualidade durante a manutenção da máquina.
Túneis limpos têm duas outras vantagens: A. Fácil de expandir com flexibilidade; B. A manutenção do equipamento pode ser facilmente realizada na área de manutenção.
(2) Tubo de Limpeza: Envolve e purifica a linha de produção automática por onde passa o fluxo do produto, elevando o nível de limpeza para acima da classe 100. Como o produto, o operador e o ambiente gerador de poeira são isolados, um pequeno suprimento de ar pode alcançar uma boa limpeza, o que economiza energia e é mais adequado para linhas de produção automatizadas que não requerem trabalho manual. É aplicável às indústrias farmacêutica, alimentícia e de semicondutores.
(3) Ponto limpo: O nível de limpeza da área de processo do produto na sala limpa turbulenta com um nível de sala limpa de 10.000 a 100.000 é aumentado para 10 a 1.000 ou mais para fins de produção; bancadas de trabalho limpas, galpões limpos, salas limpas pré-fabricadas e guarda-roupas limpos pertencem a esta categoria.
Bancada limpa: classe 1~100.
Cabine limpa: Um pequeno espaço cercado por um pano plástico transparente antiestático em uma sala limpa turbulenta, utilizando HEPA ou ULPA independentes e unidades de ar condicionado para se tornar um espaço limpo de nível superior, com um nível de 10 a 1000, uma altura de cerca de 2,5 metros e uma área de cobertura de cerca de 10 m² ou menos. Possui quatro pilares e rodas móveis para uso flexível.
5. Fluxo de ar
Importância do fluxo de ar
A limpeza de uma sala limpa é frequentemente afetada pelo fluxo de ar. Em outras palavras, o movimento e a difusão da poeira gerada por pessoas, compartimentos de máquinas, estruturas de edifícios, etc. são controlados pelo fluxo de ar.
A sala limpa utiliza filtros HEPA e ULPA para filtrar o ar, e sua taxa de coleta de poeira é de 99,97 a 99,99995%, portanto, o ar filtrado por este filtro pode ser considerado muito limpo. No entanto, além das pessoas, também existem fontes de poeira, como máquinas, na sala limpa. Uma vez que a poeira gerada se espalha, é impossível manter o espaço limpo, portanto, é necessário utilizar o fluxo de ar para descarregar rapidamente a poeira gerada para o exterior.
Fatores de influência
Há muitos fatores que afetam o fluxo de ar de uma sala limpa, como equipamentos de processo, pessoal, materiais de montagem da sala limpa, luminárias, etc. Ao mesmo tempo, o ponto de desvio do fluxo de ar acima do equipamento de produção também deve ser levado em consideração.
O ponto de desvio do fluxo de ar na superfície de uma mesa cirúrgica geral ou equipamento de produção deve ser definido a 2/3 da distância entre o espaço da sala limpa e a placa divisória. Dessa forma, quando o operador estiver trabalhando, o fluxo de ar pode fluir de dentro da área de processo para a área de operação e remover a poeira; se o ponto de desvio for configurado na frente da área de processo, ele se tornará um desvio de fluxo de ar inadequado. Nesse momento, a maior parte do fluxo de ar fluirá para a parte traseira da área de processo, e a poeira causada pela operação do operador será transportada para a parte traseira do equipamento, e a bancada será contaminada, e o rendimento inevitavelmente diminuirá.
Obstáculos como mesas de trabalho em salas limpas terão correntes parasitas na junção, e a limpeza próxima a elas será relativamente precária. A perfuração de um orifício de retorno de ar na mesa de trabalho minimizará o fenômeno das correntes parasitas; a seleção adequada dos materiais de montagem e o perfeito layout do equipamento também são fatores importantes para determinar se o fluxo de ar se torna um fenômeno de correntes parasitas.
6. Composição da sala limpa
A composição de uma sala limpa é composta pelos seguintes sistemas (nenhum dos quais é indispensável nas moléculas do sistema), caso contrário não será possível formar uma sala limpa completa e de alta qualidade:
(1) Sistema de teto: incluindo haste de teto, viga I ou viga U, grade de teto ou estrutura de teto.
(2) Sistema de ar condicionado: incluindo cabine de ar, sistema de filtro, moinho de vento, etc.
(3) Parede divisória: incluindo janelas e portas.
(4) Piso: incluindo piso elevado ou piso antiestático.
(5) Luminárias: Lâmpada plana de purificação LED.
A estrutura principal da sala limpa é geralmente feita de barras de aço ou cimento ósseo, mas não importa que tipo de estrutura seja, ela deve atender às seguintes condições:
A. Não ocorrerão rachaduras devido a mudanças de temperatura e vibrações;
B. Não é fácil produzir partículas de poeira e é difícil que as partículas se fixem;
C. Baixa higroscopicidade;
D. Para manter as condições de umidade na sala limpa, o isolamento térmico deve ser alto;
7. Classificação por uso
Sala limpa industrial
O objetivo é controlar partículas inanimadas. Controla principalmente a poluição do ar por partículas de poeira no objeto de trabalho, e o interior geralmente mantém um estado de pressão positiva. É adequado para a indústria de máquinas de precisão, indústria eletrônica (semicondutores, circuitos integrados, etc.), indústria aeroespacial, indústria química de alta pureza, indústria de energia atômica, indústria de produtos ópticos e magnéticos (produção de CDs, filmes, fitas), LCD (cristal líquido), discos rígidos de computador, produção de cabeçotes de computador e outras indústrias.
Sala limpa biológica
Controla principalmente a poluição de partículas vivas (bactérias) e partículas inanimadas (poeira) no objeto de trabalho. Pode ser dividido em:
A. Sala limpa biológica geral: controla principalmente a poluição de objetos microbianos (bacterianos). Ao mesmo tempo, seus materiais internos devem ser capazes de suportar a erosão de diversos agentes esterilizantes, e o interior geralmente garante pressão positiva. Essencialmente, os materiais internos devem ser capazes de suportar diversos tratamentos de esterilização de salas limpas industriais. Exemplos: indústria farmacêutica, hospitais (salas de cirurgia, enfermarias esterilizadas), alimentos, cosméticos, produção de bebidas, laboratórios de animais, laboratórios de testes físicos e químicos, estações de hemoterapia, etc.
B. Sala limpa de segurança biológica: controla principalmente a poluição de partículas vivas do objeto de trabalho para o mundo externo e para as pessoas. A pressão interna deve ser mantida negativa em relação à atmosfera. Exemplos: bacteriologia, biologia, laboratórios limpos, engenharia física (genes recombinantes, preparação de vacinas).
Horário da publicação: 07/02/2025