O rendimento do cavaco na indústria de fabricação de cavacos está intimamente relacionado ao tamanho e ao número de partículas de ar depositadas no cavaco. Uma boa organização do fluxo de ar pode remover partículas geradas por fontes de poeira da sala limpa e garantir sua limpeza. Ou seja, a organização do fluxo de ar em salas limpas desempenha um papel vital no rendimento da produção de cavacos. Os objetivos a serem alcançados no projeto da organização do fluxo de ar em salas limpas são: reduzir ou eliminar correntes parasitas no campo de fluxo para evitar a retenção de partículas nocivas; e manter um gradiente de pressão positivo adequado para evitar contaminação cruzada.
De acordo com o princípio da sala limpa, as forças que atuam sobre as partículas incluem força de massa, força molecular, atração entre partículas, força do fluxo de ar, etc.
Força do fluxo de ar: refere-se à força do fluxo de ar causada pelo fluxo de ar de suprimento e retorno, fluxo de ar por convecção térmica, agitação artificial e outros fluxos de ar com uma determinada vazão para transportar partículas. Para o controle da tecnologia ambiental de salas limpas, a força do fluxo de ar é o fator mais importante.
Experimentos demonstraram que, no movimento do fluxo de ar, as partículas seguem o fluxo de ar quase exatamente na mesma velocidade. A condição das partículas no ar é determinada pela distribuição do fluxo de ar. Os principais efeitos do fluxo de ar sobre as partículas em ambientes internos incluem: fluxo de ar de suprimento (incluindo fluxo de ar primário e secundário), fluxo de ar e convecção térmica causados pelo movimento de pessoas, e o impacto do fluxo de ar sobre as partículas causado por operações de processo e equipamentos industriais. Diferentes métodos de suprimento de ar, interfaces de velocidade, operadores e equipamentos industriais, fenômenos induzidos, etc. em salas limpas são fatores que afetam o nível de limpeza.
1. Influência do método de fornecimento de ar
(1) Velocidade de fornecimento de ar
Para garantir um fluxo de ar uniforme, a velocidade de fornecimento de ar na sala limpa de fluxo unidirecional deve ser uniforme; a zona morta na superfície de fornecimento de ar deve ser pequena; e a queda de pressão dentro do filtro HEPA também deve ser uniforme.
A velocidade de fornecimento de ar é uniforme: ou seja, a irregularidade do fluxo de ar é controlada dentro de ±20%.
Há menos espaço morto na superfície de fornecimento de ar: não só a área plana da estrutura HEPA deve ser reduzida, mas, mais importante, o FFU modular deve ser usado para simplificar a estrutura redundante.
Para garantir que o fluxo de ar seja vertical e unidirecional, a seleção da queda de pressão do filtro também é muito importante, e é necessário que a perda de pressão dentro do filtro não possa ser distorcida.
(2) Comparação entre o sistema FFU e o sistema de ventilador de fluxo axial
A FFU é uma unidade de suprimento de ar com ventilador e filtro HEPA. O ar é aspirado pelo ventilador centrífugo da FFU e converte a pressão dinâmica em pressão estática no duto de ar. Ele é expelido uniformemente pelo filtro HEPA. A pressão de suprimento de ar no teto é negativa. Dessa forma, não haverá vazamento de poeira para a sala limpa ao substituir o filtro. Experimentos demonstraram que o sistema FFU é superior ao sistema de ventilador de fluxo axial em termos de uniformidade de saída de ar, paralelismo do fluxo de ar e índice de eficiência de ventilação. Isso ocorre porque o paralelismo do fluxo de ar do sistema FFU é melhor. O uso do sistema FFU pode melhorar a organização do fluxo de ar na sala limpa.
(3) Influência da própria estrutura da FFU
A FFU é composta principalmente por ventiladores, filtros, guias de fluxo de ar e outros componentes. O filtro HEPA é a garantia mais importante para que uma sala limpa alcance a limpeza exigida pelo projeto. O material do filtro também afetará a uniformidade do campo de fluxo. Ao adicionar um material filtrante rugoso ou uma placa de fluxo à saída do filtro, o campo de fluxo de saída pode ser facilmente uniformizado.
2. Impacto da interface de velocidade com diferentes níveis de limpeza
Na mesma sala limpa, entre a área de trabalho e a área de descanso com fluxo vertical unidirecional, devido à diferença na velocidade do ar na caixa HEPA, ocorrerá um efeito de vórtice misto na interface, que se tornará uma zona de fluxo de ar turbulento. A intensidade da turbulência do ar é particularmente forte, e partículas podem ser transmitidas à superfície do equipamento e contaminar o equipamento e os wafers.
3. Impacto sobre a equipe e o equipamento
Quando a sala limpa está vazia, as características do fluxo de ar na sala geralmente atendem aos requisitos de projeto. Assim que o equipamento entra na sala limpa, as pessoas se movimentam e os produtos são transportados, inevitavelmente surgem obstáculos à organização do fluxo de ar, como pontas afiadas saindo da máquina do equipamento. Nos cantos ou bordas, o gás se desvia para formar uma área de fluxo turbulento, e o fluido na área não é facilmente levado pelo gás que entra, causando poluição.
Ao mesmo tempo, a superfície do equipamento mecânico será aquecida devido à operação contínua, e o gradiente de temperatura criará uma área de refluxo próxima à máquina, o que aumenta o acúmulo de partículas na área de refluxo. Ao mesmo tempo, a alta temperatura fará com que as partículas escapem facilmente. O efeito duplo intensifica a camada vertical geral. A dificuldade de controlar a limpeza do fluxo. A poeira dos operadores na sala limpa pode facilmente aderir aos wafers nessas áreas de refluxo.
4. Influência do piso de ar de retorno
Quando a resistência do ar de retorno que passa pelo piso é diferente, a diferença de pressão ocorre, fazendo com que o ar flua na direção de pequena resistência, impossibilitando a obtenção de um fluxo de ar uniforme. O método de projeto popular atual é o uso de piso elevado. Quando a taxa de abertura do piso elevado é de 10%, a velocidade do fluxo de ar pode ser distribuída uniformemente na altura de trabalho interna. Além disso, deve-se prestar muita atenção à limpeza para reduzir a fonte de poluição do piso.
5. Fenômeno de indução
O chamado fenômeno de indução refere-se ao fenômeno de gerar um fluxo de ar na direção oposta ao fluxo uniforme, induzindo a poeira gerada na sala ou em áreas contaminadas adjacentes para o lado do vento, fazendo com que a poeira contamine o wafer. Possíveis fenômenos induzidos incluem os seguintes:
(1) Placa cega
Em uma sala limpa com fluxo vertical unidirecional, devido às juntas na parede, geralmente há grandes painéis cegos que produzirão fluxo turbulento e refluxo local.
(2) Lâmpadas
Luminárias em salas limpas terão um impacto maior. Como o calor da lâmpada fluorescente faz com que o fluxo de ar aumente, ela não se tornará uma área turbulenta. Geralmente, as lâmpadas em salas limpas são projetadas em formato de lágrima para reduzir o impacto na organização do fluxo de ar.
(3) Lacunas entre paredes
Quando há espaços entre paredes divisórias ou tetos com diferentes requisitos de limpeza, a poeira de áreas com baixos requisitos de limpeza pode ser transferida para áreas adjacentes com altos requisitos de limpeza.
(4) A distância entre o equipamento mecânico e o piso ou parede
Se o vão entre o equipamento mecânico e o piso ou a parede for pequeno, ocorrerá turbulência de rebote. Portanto, deixe um vão entre o equipamento e a parede e eleve a plataforma da máquina para evitar o contato direto com o solo.
Horário da postagem: 02/11/2023