1. Îndepărtarea particulelor de praf într-o cameră curată fără praf
Funcția principală a unei camere curate este de a controla curățenia, temperatura și umiditatea atmosferei la care sunt expuse produsele (cum ar fi cipurile de siliciu etc.), astfel încât produsele să poată fi produse și fabricate într-un spațiu cu mediu propice. Numim acest spațiu cameră curată. Conform practicilor internaționale, nivelul de curățenie este determinat în principal de numărul de particule pe metru cub de aer cu un diametru mai mare decât standardul de clasificare. Cu alte cuvinte, așa-numitul spațiu fără praf nu este 100% fără praf, ci este controlat într-o unitate foarte mică. Desigur, particulele care îndeplinesc standardul de praf din acest standard sunt deja foarte mici în comparație cu praful obișnuit pe care îl vedem, dar pentru structurile optice, chiar și puțin praf va avea un impact negativ foarte mare, așa că lipsa prafului este o cerință inevitabilă în producția de produse cu structuri optice.
Controlul numărului de particule de praf cu o dimensiune a particulelor mai mare sau egală cu 0,5 microni pe metru cub la mai puțin de 3520/metru cub va atinge clasa A a standardului internațional fără praf. Standardul fără praf utilizat în producția și procesarea la nivel de cip are cerințe mai mari pentru praf decât clasa A și un astfel de standard înalt este utilizat în principal în producția unor cipuri de nivel superior. Numărul de particule de praf este strict controlat la 35.200 pe metru cub, ceea ce este cunoscut în mod obișnuit ca clasa B în industria camerelor curate.
2. Trei tipuri de stări ale camerei curate
Cameră curată goală: o instalație de tip cameră curată care a fost construită și poate fi pusă în funcțiune. Dispune de toate serviciile și funcțiile relevante. Cu toate acestea, în instalație nu există echipamente operate de operatori.
Cameră curată statică: o instalație de tip cameră curată cu funcții complete, setări și instalații corespunzătoare, care poate fi utilizată conform setărilor sau este în funcțiune, dar nu există operatori în instalație.
Cameră curată dinamică: o cameră curată în utilizare normală, cu funcții de service complete, echipamente și personal; dacă este necesar, se pot efectua lucrări normale.
3. Elemente de control
(1). Poate îndepărta particulele de praf care plutesc în aer.
(2). Poate preveni generarea de particule de praf.
(3). Controlul temperaturii și umidității.
(4). Reglarea presiunii.
(5). Eliminarea gazelor nocive.
(6). Etanșeitatea la aer a structurilor și compartimentelor.
(7). Prevenirea electricității statice.
(8). Prevenirea interferențelor electromagnetice.
(9). Luarea în considerare a factorilor de siguranță.
(10). Luarea în considerare a economisirii energiei.
4. Clasificare
Tipul de flux turbulent
Aerul intră în camera curată din cutia de aer condiționat prin conducta de aer și filtrul de aer (HEPA) din camera curată și este returnat de la panourile de perete despărțitor sau de la podelele ridicate de pe ambele părți ale camerei curate. Fluxul de aer nu se mișcă liniar, ci prezintă o stare turbulentă neregulată sau turbionară. Acest tip este potrivit pentru camere curate de clasa 1.000-100.000.
Definiție: O cameră curată în care fluxul de aer curge cu o viteză neuniformă și nu este paralel, însoțit de reflux sau curenți turbionari.
Principiu: Camerele curate turbulente se bazează pe fluxul de aer de alimentare pentru a dilua continuu aerul interior și a dilua treptat aerul poluat pentru a obține curățenie (camerele curate turbulente sunt în general proiectate la niveluri de curățenie între 1.000 și 300.000).
Caracteristici: Camerele curate turbulente se bazează pe ventilație multiplă pentru a atinge curățenia și nivelurile de curățenie. Numărul de schimbări de ventilație determină nivelul de purificare din definiție (cu cât mai multe schimbări de ventilație, cu atât nivelul de curățenie este mai mare).
(1) Timpul de autopurificare: se referă la momentul în care camera curată începe să furnizeze aer în camera curată conform numărului de ventilație proiectat și concentrația de praf din cameră atinge nivelul de curățenie proiectat. Clasa 1.000 se așteaptă să nu depășească 20 de minute (15 minute pot fi utilizate pentru calcul), clasa 10.000 se așteaptă să nu depășească 30 de minute (25 de minute pot fi utilizate pentru calcul), clasa 100.000 se așteaptă să nu depășească 40 de minute (30 de minute pot fi utilizate pentru calcul).
(2) Frecvența de ventilație (proiectată conform cerințelor de timp de autocurățare de mai sus) clasa 1.000: 43,5-55,3 ori/oră (standard: 50 ori/oră) clasa 10.000: 23,8-28,6 ori/oră (standard: 25 ori/oră) clasa 100.000: 14,4-19,2 ori/oră (standard: 15 ori/oră)
Avantaje: structură simplă, costuri reduse de construcție a sistemului, cameră curată ușor de extins, în anumite locuri cu destinație specială, se poate utiliza o bancă de curățare fără praf pentru a îmbunătăți gradul camerei curate.
Dezavantaje: particulele de praf cauzate de turbulențe plutesc în spațiul interior și sunt dificil de eliminat, putând contamina cu ușurință produsele procesului. În plus, dacă sistemul este oprit și apoi activat, adesea durează mult timp pentru a se obține curățenia necesară.
Flux laminar
Aerul cu flux laminar se mișcă într-o linie dreaptă uniformă. Aerul intră în cameră printr-un filtru cu o rată de acoperire de 100% și este returnat prin podeaua ridicată sau prin plăcile de compartimentare de pe ambele părți. Acest tip este potrivit pentru utilizarea în medii cu camere curate cu grade superioare de cameră curată, în general clasa 1~100. Există două tipuri:
(1) Flux laminar orizontal: Aerul orizontal este suflat din filtru într-o singură direcție și returnat de sistemul de retur al aerului de pe peretele opus. Praful este evacuat în exterior în direcția direcției aerului. În general, poluarea este mai gravă pe partea din aval.
Avantaje: Structură simplă, se poate stabiliza în scurt timp după operare.
Dezavantaje: Costul de construcție este mai mare decât cel al curgerii turbulente, iar spațiul interior nu este ușor de extins.
(2) Flux laminar vertical: Tavanul încăperii este complet acoperit cu filtre ULPA, iar aerul este suflat de sus în jos, ceea ce poate permite obținerea unei curățenii sporite. Praful generat în timpul procesului sau de către personal poate fi evacuat rapid în exterior, fără a afecta alte zone de lucru.
Avantaje: Ușor de gestionat, starea stabilă poate fi atinsă în scurt timp după începerea funcționării și nu este ușor afectată de starea de funcționare sau de operatori.
Dezavantaje: Costuri ridicate de construcție, spațiu dificil de utilizat flexibil, suporturile de tavan ocupă mult spațiu și repararea și înlocuirea filtrelor sunt dificile.
Tip compozit
Tipul compozit constă în combinarea sau utilizarea tipului de curgere turbulentă și a tipului de curgere laminară, ceea ce poate oferi aer local ultra-curat.
(1) Tunel curat: Folosiți filtre HEPA sau ULPA pentru a acoperi 100% din zona de procesare sau de lucru pentru a crește nivelul de curățenie peste Clasa 10, ceea ce poate economisi costurile de instalare și operare.
Acest tip necesită ca zona de lucru a operatorului să fie izolată de produs și de întreținerea mașinii pentru a evita afectarea lucrării și a calității în timpul întreținerii mașinii.
Tunelurile curate au alte două avantaje: A. Ușor de extins flexibil; B. Întreținerea echipamentelor poate fi efectuată cu ușurință în zona de întreținere.
(2) Curățarea țevilor: Înconjoară și purifică linia de producție automată prin care trece fluxul de produs și crește nivelul de curățenie peste clasa 100. Deoarece produsul, operatorul și mediul generator de praf sunt izolate unul de celălalt, o cantitate mică de aer poate obține o curățenie bună, ceea ce poate economisi energie și este cel mai potrivit pentru liniile de producție automatizate care nu necesită muncă manuală. Este aplicabil în industria farmaceutică, alimentară și a semiconductorilor.
(3) Punct curat: Nivelul de curățenie al zonei de procesare a produsului în camera curată turbulentă, cu un nivel al camerei curate de 10.000~100.000, este crescut la 10~1000 sau mai mult în scopuri de producție; bancurile de lucru curate, halele curate, camerele curate prefabricate și dulapurile curate aparțin acestei categorii.
Banc de lucru curat: clasa 1~100.
Cabină curată: Un spațiu mic înconjurat de o pânză plastică transparentă antistatică, într-un spațiu turbulent al camerei curate, care utilizează unități HEPA sau ULPA independente și unități de aer condiționat pentru a deveni un spațiu curat de nivel superior, cu un nivel de 10~1000, o înălțime de aproximativ 2,5 metri și o suprafață de acoperire de aproximativ 10 m2 sau mai puțin. Are patru stâlpi și este echipat cu roți mobile pentru utilizare flexibilă.
5. Fluxul de aer
Importanța fluxului de aer
Curățenia unei camere sterile este adesea afectată de fluxul de aer. Cu alte cuvinte, mișcarea și difuzia prafului generat de oameni, compartimentele mașinilor, structurile clădirilor etc. sunt controlate de fluxul de aer.
Camera curată folosește HEPA și ULPA pentru a filtra aerul, iar rata de colectare a prafului este de până la 99,97~99,99995%, așadar se poate spune că aerul filtrat de acest filtru este foarte curat. Cu toate acestea, pe lângă oameni, în camera curată există și surse de praf, cum ar fi mașinile. Odată ce aceste prafuri generate se răspândesc, este imposibil să se mențină un spațiu curat, așa că trebuie utilizat fluxul de aer pentru a elimina rapid praful generat în exterior.
Factori de influență
Există mulți factori care afectează fluxul de aer dintr-o cameră curată, cum ar fi echipamentele de procesare, personalul, materialele de asamblare a camerei curate, corpurile de iluminat etc. În același timp, trebuie luat în considerare și punctul de deviere a fluxului de aer deasupra echipamentului de producție.
Punctul de deviere a fluxului de aer de pe suprafața unei mese de operație generale sau a unui echipament de producție trebuie setat la 2/3 din distanța dintre spațiul camerei curate și placa despărțitoare. În acest fel, atunci când operatorul lucrează, fluxul de aer poate curge din interiorul zonei de procesare către zona de operare și poate elimina praful; dacă punctul de deviere este configurat în fața zonei de procesare, acesta va deveni o deviere necorespunzătoare a fluxului de aer. În acest moment, cea mai mare parte a fluxului de aer va curge în spatele zonei de procesare, iar praful cauzat de operarea operatorului va fi transportat în spatele echipamentului, iar masa de lucru va fi contaminată, iar randamentul va scădea inevitabil.
Obstacole precum mesele de lucru din camerele sterile vor avea curenți turbionari la joncțiune, iar curățenia în apropierea acestora va fi relativ slabă. Găurirea unui orificiu de retur al aerului pe masa de lucru va reduce la minimum fenomenul de curenți turbionari; alegerea adecvată a materialelor de asamblare și amplasarea perfectă a echipamentului sunt, de asemenea, factori importanți pentru a determina dacă fluxul de aer devine un fenomen de curenți turbionari.
6. Compoziția camerei curate
Compoziția unei camere curate este alcătuită din următoarele sisteme (niciunul dintre ele nefiind indispensabil în moleculele sistemului), altfel nu va fi posibilă formarea unei camere curate complete și de înaltă calitate:
(1) Sistem de tavan: inclusiv tija de tavan, grinda în I sau grinda în U, grila de tavan sau cadrul de tavan.
(2) Sistem de aer condiționat: inclusiv cabină de aer, sistem de filtrare, moară de vânt etc.
(3) Perete despărțitor: inclusiv ferestre și uși.
(4) Podea: inclusiv podea supraînălțată sau podea antistatică.
(5) Corpuri de iluminat: Lampă plată cu LED-uri pentru purificare.
Structura principală a camerei curate este în general realizată din bare de oțel sau ciment osos, dar indiferent de tipul de structură, aceasta trebuie să îndeplinească următoarele condiții:
A. Nu vor apărea fisuri din cauza schimbărilor de temperatură și a vibrațiilor;
B. Nu este ușor să se producă particule de praf și este dificil ca particulele să se atașeze;
C. Higroscopicitate scăzută;
D. Pentru a menține condițiile de umiditate în camera curată, izolația termică trebuie să fie ridicată;
7. Clasificare după utilizare
Cameră curată industrială
Controlul particulelor neînsuflețite este obiectivul principal. Controlează în principal poluarea cu particule de praf din aer a obiectului de lucru, iar interiorul menține, în general, o stare de presiune pozitivă. Este potrivit pentru industria mașinilor de precizie, industria electronică (semiconductori, circuite integrate etc.), industria aerospațială, industria chimică de înaltă puritate, industria energiei atomice, industria produselor optice și magnetice (producția de CD-uri, filme, benzi), LCD-uri (sticlă cu cristale lichide), hard disk-uri de computer, producția de capuri de computer și alte industrii.
Cameră biologică curată
Controlează în principal poluarea cu particule vii (bacterii) și particule neînsuflețite (praf) a obiectului de lucru. Poate fi împărțit în:
A. Cameră curată biologică generală: controlează în principal poluarea cu obiecte microbiene (bacteriene). În același timp, materialele sale interne trebuie să fie capabile să reziste eroziunii diferiților agenți de sterilizare, iar interiorul garantează, în general, presiune pozitivă. În esență, materialele interne trebuie să fie capabile să reziste la diverse tratamente de sterilizare din camerele curate industriale. Exemple: industria farmaceutică, spitale (săli de operație, secții sterile), industria alimentară, cosmetică, producția de băuturi, laboratoare veterinare, laboratoare de testare fizică și chimică, stații de analiză a sângelui etc.
B. Cameră curată de siguranță biologică: controlează în principal poluarea cu particule vii ale obiectului de lucru către lumea exterioară și oameni. Presiunea internă trebuie menținută la un nivel negativ față de atmosfera. Exemple: bacteriologie, biologie, laboratoare curate, inginerie fizică (gene recombinante, prepararea vaccinurilor)
Data publicării: 07 februarie 2025