As fontes de partículas dividem-se em partículas inorgânicas, orgânicas e biológicas. No corpo humano, podem facilmente causar doenças respiratórias e pulmonares, além de alergias e infecções virais; nos chips de silício, a aderência de partículas de poeira pode causar deformação ou curto-circuito nos circuitos integrados, comprometendo suas funções. Portanto, o controle das fontes de micropoluição tornou-se parte essencial da gestão de salas limpas.
A importância do controle ambiental em salas limpas reside em garantir que as condições ambientais no processo de produção atendam a padrões específicos de limpeza, o que é crucial para muitas indústrias. A seguir, apresentamos a importância e o papel específico do controle ambiental em salas limpas:
1. Garantir a qualidade do produto
1.1 Prevenção da poluição: Em indústrias como a de semicondutores, farmacêutica e de equipamentos médicos, partículas poluentes minúsculas podem causar defeitos ou falhas nos produtos. Controlando a qualidade do ar e a concentração de partículas em salas limpas, é possível prevenir eficazmente que esses poluentes afetem o produto.
Além do investimento inicial em equipamentos, a manutenção e o controle da limpeza de salas limpas também exigem um bom sistema de gestão de software para garantir um ambiente limpo. Os operadores são os que mais impactam a limpeza da sala limpa. Quando os operadores entram na sala, a poeira aumenta significativamente. Quando há pessoas circulando, a limpeza se deteriora imediatamente. Portanto, o principal motivo para a deterioração da limpeza são os fatores humanos.
1.2 Consistência: O ambiente de sala limpa ajuda a manter a consistência e a repetibilidade do processo de produção, garantindo assim uma qualidade estável do produto.
Em relação ao substrato de vidro, a adesão de partículas de poeira causa arranhões, curtos-circuitos, bolhas e outros problemas de qualidade do processo, resultando em descarte. Portanto, o controle das fontes de contaminação tornou-se parte essencial da gestão de salas limpas.
Intrusão e prevenção de poeira externa
A sala limpa deve manter uma pressão positiva adequada (>0,5 mmHg), sendo necessário um projeto de construção preliminar minucioso para garantir a ausência de vazamentos de ar. Além disso, é fundamental que o pessoal, os equipamentos, as matérias-primas, as ferramentas, os consumíveis, etc., sejam limpos e desinfetados antes de entrarem na sala limpa. Os utensílios de limpeza também devem ser armazenados corretamente e substituídos ou limpos regularmente.
Geração e prevenção de poeira em salas limpas
A seleção adequada de materiais para salas limpas, como divisórias e pisos, o controle da geração de poeira nos equipamentos de processo, ou seja, a manutenção e limpeza regulares, a proibição de que os funcionários da produção circulem ou façam grandes movimentos corporais em seus locais de trabalho e a adoção de medidas preventivas, como a instalação de tapetes adesivos em estações específicas, são essenciais.
2. Melhorar a eficiência da produção
2.1 Reduzir a taxa de refugo: Ao reduzir as impurezas e os poluentes no processo de produção, a taxa de refugo pode ser reduzida, a taxa de rendimento pode ser aumentada e, assim, a eficiência da produção pode ser melhorada.
Por exemplo: Existem 600 etapas na produção de wafers. Se o rendimento de cada processo for de 99%, qual é o rendimento geral dos 600 procedimentos do processo? Resposta: 0,99600 = 0,24%.
Para que um processo seja economicamente viável, qual deve ser o rendimento de cada etapa?
•0,999600 = 54,8%
•0,9999600=94,2%
Para atingir um rendimento final superior a 90%, cada etapa do processo precisa ter um rendimento superior a 99,99%, e a contaminação por micropartículas afetará diretamente o rendimento do processo.
2.2 Acelerar o processo: Trabalhar em um ambiente limpo pode reduzir o tempo desnecessário de limpeza e retrabalho, tornando o processo de produção mais eficiente.
3. Garantir a saúde e a segurança do pessoal
3.1 Saúde ocupacional: Para alguns processos de produção que podem liberar substâncias nocivas, as salas limpas podem impedir a disseminação dessas substâncias para o ambiente externo e proteger a saúde dos trabalhadores. Desde o desenvolvimento da humanidade, a tecnologia, os equipamentos e o conhecimento melhoraram, mas a qualidade do ar regrediu. Uma pessoa inala cerca de 270.000 m³ de ar ao longo da vida e passa de 70% a 90% do seu tempo em ambientes fechados. Partículas minúsculas são inaladas pelo corpo humano e depositadas no sistema respiratório. Partículas de 5 a 30 µm se depositam na nasofaringe, partículas de 1 a 5 µm se depositam na traqueia e nos brônquios, e partículas com menos de 1 µm se depositam na parede alveolar.
Pessoas que permanecem por longos períodos em ambientes com volume insuficiente de ar fresco são propensas à "síndrome do ambiente interno", com sintomas como dor de cabeça, aperto no peito e fadiga, além de estarem suscetíveis a doenças respiratórias e do sistema nervoso. A norma nacional do meu país, GB/T18883-2002, estipula que o volume de ar fresco não deve ser inferior a 30 m³/h por pessoa.
O volume de ar fresco da sala limpa deve assumir o valor máximo entre os dois itens a seguir:
a. A soma do volume de ar necessário para compensar o volume de exaustão interna e garantir o valor da pressão positiva interna.
b. Garantir o fornecimento de ar fresco necessário para a equipe da sala limpa. De acordo com as Especificações de Projeto da Sala Limpa, o volume de ar fresco por pessoa por hora não deve ser inferior a 40 m³.
3.2 Produção segura: Controlando parâmetros ambientais como umidade e temperatura, riscos de segurança como descarga eletrostática podem ser evitados, garantindo a segurança da produção.
4. Cumprir os requisitos regulamentares e normativos
4.1 Normas da indústria: Muitas indústrias possuem normas de limpeza rigorosas (como a ISO 14644), e a produção deve ser realizada em salas limpas de classes específicas. O cumprimento dessas normas não é apenas uma exigência regulamentar, mas também um reflexo da competitividade da empresa.
Para produtos das séries bancada limpa, galpão limpo, janela de transferência de fluxo laminar, unidade de filtro de ventilador (FFU), vestiário limpo, capela de fluxo laminar, capela de pesagem, tela limpa, autolimpante e chuveiro de ar, é necessário padronizar os métodos de teste de limpeza dos produtos existentes para melhorar a confiabilidade dos mesmos.
4.2 Certificação e auditoria: Ser aprovado na auditoria de agências de certificação terceirizadas e obter as certificações relevantes (como GMP, ISO 9001, etc.) para aumentar a confiança do cliente e expandir o acesso ao mercado.
5. Promover a inovação tecnológica
5.1 Suporte em P&D: As salas limpas proporcionam um ambiente experimental ideal para o desenvolvimento de produtos de alta tecnologia e ajudam a acelerar o desenvolvimento de novos produtos.
5.2 Otimização de processos: Em um ambiente rigorosamente controlado, é mais fácil observar e analisar o impacto das mudanças de processo no desempenho do produto, promovendo assim a melhoria do processo.
6. Melhorar a imagem da marca
6.1 Garantia de qualidade: Ter instalações de produção limpas e de alto padrão pode melhorar a imagem da marca e aumentar a confiança do cliente na qualidade do produto.
6.2 Competitividade de mercado: Produtos que podem ser produzidos em um ambiente limpo são frequentemente considerados um símbolo de alta qualidade e alta confiabilidade, o que ajuda as empresas a se destacarem na acirrada concorrência de mercado.
7. Reduzir os custos de reparo e manutenção
7.1 Prolongar a vida útil do equipamento: Equipamentos e ferramentas de produção que operam em condições limpas são menos suscetíveis à corrosão e ao desgaste, prolongando assim a vida útil e reduzindo a frequência e os custos de manutenção.
7.2 Reduzir o consumo de energia: Ao otimizar o projeto e a gestão de salas limpas, é possível melhorar a eficiência energética, reduzir o consumo de energia e os custos operacionais.
Quatro princípios da gestão de operações em salas limpas:
1. Não traga:
A estrutura do filtro HEPA não pode apresentar vazamentos.
A pressão projetada deve ser mantida em ambientes internos.
Os operadores devem trocar de roupa e entrar na sala limpa após o banho de ar.
Todos os materiais, equipamentos e ferramentas devem ser limpos antes de serem trazidos para o local.
2. Não gerar:
As pessoas devem usar roupas sem poeira.
Reduza as ações desnecessárias.
Não utilize materiais que gerem poeira com facilidade.
Não é permitido trazer itens desnecessários.
3. Não acumule:
Não deve haver cantos ou periferias da máquina que sejam difíceis de limpar.
Procure minimizar a quantidade de dutos de ar, tubulações de água, etc., expostos em ambientes internos.
A limpeza deve ser realizada de acordo com os métodos padrão e nos tempos especificados.
4. Remova imediatamente:
Aumente o número de trocas de ar.
Exaustão próxima à parte que gera poeira.
Melhore o formato do fluxo de ar para evitar que a poeira adira ao produto.
Em resumo, o controle ambiental de salas limpas é de grande importância para garantir a qualidade do produto, melhorar a eficiência da produção, proteger a saúde e a segurança dos funcionários, atender aos requisitos regulamentares, promover a inovação tecnológica e fortalecer a imagem da marca. As empresas devem considerar plenamente esses fatores ao construir e manter salas limpas para garantir que elas atendam às necessidades de produção e P&D.
Data da publicação: 12 de fevereiro de 2025