Источники частиц делятся на неорганические, органические и живые. Для человеческого организма они легко могут вызывать заболевания дыхательной и легочной систем, а также аллергии и вирусные инфекции; для кремниевых чипов прилипание пылевых частиц может вызывать деформацию или короткое замыкание интегральных схем, что приводит к потере их работоспособности, поэтому контроль источников микрозагрязнения стал важной частью управления чистыми помещениями.
Важность контроля микроклимата в чистых помещениях заключается в обеспечении соответствия условий окружающей среды в производственном процессе определенным стандартам чистоты, что имеет решающее значение для многих отраслей промышленности. Ниже описаны важность и конкретная роль контроля микроклимата в чистых помещениях:
1. Обеспечение качества продукции.
1.1 Предотвращение загрязнения: В таких отраслях, как производство полупроводников, фармацевтика и медицинское оборудование, мельчайшие загрязняющие частицы могут вызывать дефекты или отказы продукции. Контролируя качество воздуха и концентрацию частиц в чистом помещении, можно эффективно предотвратить воздействие этих загрязняющих веществ на продукцию.
Помимо первоначальных инвестиций в оборудование, поддержание и контроль чистоты в чистых помещениях также требует наличия хорошей «программной» системы управления для обеспечения надлежащей чистоты. Из данных, представленных на рисунке выше, видно, что операторы оказывают наибольшее влияние на чистоту чистого помещения. Когда операторы входят в чистое помещение, количество пыли значительно увеличивается. Когда люди постоянно ходят туда-сюда, чистота немедленно ухудшается. Видно, что основной причиной ухудшения чистоты является человеческий фактор.
1.2. Стабильность: Чистая среда способствует поддержанию стабильности и повторяемости производственного процесса, обеспечивая тем самым стабильное качество продукции.
Что касается стеклянной подложки, то прилипание частиц пыли может вызывать царапины, короткие замыкания, образование пузырьков и другие проблемы, ухудшающие качество процесса, что приводит к браку. Поэтому контроль источников загрязнения стал важной частью управления чистыми помещениями.
Внешнее проникновение пыли и предотвращение
В чистом помещении необходимо поддерживать надлежащее избыточное давление (>0,5 мм рт. ст.), на этапе предварительного строительства следует обеспечить отсутствие утечек воздуха, а перед занесением персонала, оборудования, сырья, инструментов, расходных материалов и т. д. в чистое помещение необходимо проводить уборку и протирку, а также принимать меры по предотвращению запыленности. Одновременно с этим, чистящие инструменты должны быть правильно размещены, а их замена или регулярная чистка необходимы.
Образование пыли и предотвращение ее образования в чистых помещениях
Надлежащий подбор материалов для чистых помещений, таких как перегородки и полы, контроль технологического оборудования, то есть регулярное техническое обслуживание и уборка, запрет на свободное передвижение производственного персонала и совершение им значительных движений на рабочих местах, а также профилактические меры, такие как использование клейких ковриков на специальных станциях.
2. Повышение эффективности производства
2.1 Снижение процента брака: За счет уменьшения количества примесей и загрязняющих веществ в процессе производства можно снизить процент брака, увеличить выход годной продукции и, следовательно, повысить эффективность производства.
Например: В процессе производства кремниевых пластин 600 этапов. Если выход годной продукции на каждом этапе составляет 99%, каков общий выход годной продукции за 600 технологических процедур? Ответ: 0,99^600 = 0,24%.
Для того чтобы процесс был экономически целесообразным, какой должна быть производительность на каждом этапе?
•0,999^600 = 54,8%
•0,9999^600 = 94,2%
Для достижения конечного выхода продукта более 90% выход продукта в каждом процессе должен превышать 99,99%, при этом загрязнение микрочастицами напрямую влияет на выход продукта.
2.2 Ускорение процесса: Работа в чистой среде позволяет сократить время на ненужную уборку и переделку, что повышает эффективность производственного процесса.
3. Обеспечить охрану здоровья и безопасность персонала.
3.1 Охрана труда: Для некоторых производственных процессов, которые могут выделять вредные вещества, чистые помещения могут предотвратить распространение вредных веществ во внешнюю среду и защитить здоровье работников. С развитием человечества технологии, оборудование и знания совершенствовались, но качество воздуха ухудшалось. Человек вдыхает около 270 000 м³ воздуха за свою жизнь и проводит от 70% до 90% своего времени в помещении. Мелкие частицы вдыхаются человеческим организмом и оседают в дыхательной системе. Частицы размером от 5 до 30 мкм оседают в носоглотке, частицы размером от 1 до 5 мкм — в трахее и бронхах, а частицы размером менее 1 мкм — в альвеолярных стенках.
Люди, длительное время находящиеся в помещении с недостаточным притоком свежего воздуха, склонны к «синдрому помещения», проявляющемуся такими симптомами, как головная боль, стеснение в груди и усталость, а также к заболеваниям дыхательной и нервной систем. Национальный стандарт моей страны GB/T18883-2002 устанавливает, что приток свежего воздуха не должен быть менее 30 м³/ч на человека.
Объем свежего воздуха в чистом помещении должен принимать максимальное значение из следующих двух параметров:
а. Сумма объемов воздуха, необходимых для компенсации объема вытяжной вентиляции внутри помещения и обеспечения положительного давления внутри помещения.
b. Обеспечьте необходимый приток свежего воздуха для персонала чистого помещения. В соответствии с проектными требованиями чистого помещения, объем свежего воздуха на человека в час должен составлять не менее 40 м³.
3.2 Безопасное производство: Контроль параметров окружающей среды, таких как влажность и температура, позволяет избежать таких опасностей, как электростатический разряд, и обеспечить безопасность производства.
4. Соответствует нормативным и стандартным требованиям.
4.1 Отраслевые стандарты: Во многих отраслях действуют строгие стандарты чистоты (например, ISO 14644), и производство должно осуществляться в чистых помещениях определенных классов. Соблюдение этих стандартов является не только нормативным требованием, но и отражением конкурентоспособности компании.
Для изделий из серии "чистый рабочий стол", "чистый цех", "ламинарное окно для перекачки воздуха", "вентиляторный фильтрующий блок", "чистый шкаф", "ламинарный вытяжной шкаф", "весовой вытяжной шкаф", "чистый экран", "самоочищающийся фильтр", "воздушный душ" необходимо стандартизировать методы проверки чистоты существующих изделий для повышения их надежности.
4.2 Сертификация и аудит: Прохождение аудита сторонних сертификационных агентств и получение соответствующих сертификатов (таких как GMP, ISO 9001 и др.) для повышения доверия клиентов и расширения доступа на рынок.
5. Содействовать технологическим инновациям.
5.1 Поддержка НИОКР: Чистые помещения обеспечивают идеальную экспериментальную среду для разработки высокотехнологичных продуктов и способствуют ускорению разработки новых продуктов.
5.2 Оптимизация процесса: В условиях строго контролируемой среды легче наблюдать и анализировать влияние изменений процесса на характеристики продукта, что способствует улучшению процесса.
6. Улучшение имиджа бренда.
6.1 Обеспечение качества: Наличие высококачественных и чистых производственных помещений может улучшить имидж бренда и повысить доверие клиентов к качеству продукции.
6.2 Конкурентоспособность на рынке: Продукция, производимая в чистых условиях, часто рассматривается как символ высокого качества и надежности, что помогает компаниям выделиться в условиях жесткой рыночной конкуренции.
7. Снижение затрат на ремонт и техническое обслуживание.
7.1. Продление срока службы оборудования: Производственное оборудование и инструменты, работающие в чистых условиях, менее подвержены коррозии и износу, что продлевает срок их службы и снижает частоту и затраты на техническое обслуживание.
7.2 Снижение энергопотребления: Оптимизация проектирования и управления чистыми помещениями позволяет повысить энергоэффективность, снизить энергопотребление и эксплуатационные расходы.
Четыре принципа управления эксплуатацией чистых помещений:
1. Не вносить:
Корпус HEPA-фильтра не должен протекать.
Расчетное давление должно поддерживаться внутри помещения.
После принятия воздушного душа операторы должны переодеться и войти в чистую комнату.
Все используемые материалы, оборудование и инструменты должны быть очищены, прежде чем их можно будет внести.
2. Не генерировать:
Персонал должен носить одежду, не пропускающую пыль.
Сократите количество ненужных действий.
Не используйте материалы, которые легко пылят.
Вносить ненужные вещи запрещено.
3. Не накапливайте:
Не должно быть углов и периметра оборудования, которые трудно или сложно очистить.
Старайтесь свести к минимуму количество открытых воздуховодов, водопроводных труб и т.д. внутри помещений.
Уборка должна проводиться в соответствии со стандартными методами и в установленное время.
4. Немедленно удалить:
Увеличьте частоту воздухообмена.
Выхлопная труба расположена рядом с местом образования пыли.
Улучшите форму воздушного потока, чтобы предотвратить прилипание пыли к изделию.
Вкратце, контроль микроклимата в чистых помещениях имеет огромное значение для обеспечения качества продукции, повышения эффективности производства, защиты здоровья и безопасности персонала, соблюдения нормативных требований, содействия технологическим инновациям и улучшения имиджа бренда. Предприятиям следует в полной мере учитывать эти факторы при строительстве и обслуживании чистых помещений, чтобы гарантировать, что они соответствуют потребностям производства и научно-исследовательских работ.
Дата публикации: 12 ноября 2024 г.