Источники частиц подразделяются на неорганические, органические и живые. Для человека они легко вызывают заболевания дыхательных путей и лёгких, а также аллергии и вирусные инфекции; для кремниевых микросхем попадание пыли может привести к деформации или короткому замыканию интегральных схем, что приводит к потере их работоспособности. Поэтому контроль источников микрозагрязнений стал важной частью управления чистыми помещениями.
Важность контроля среды в чистых помещениях заключается в обеспечении соответствия условий окружающей среды в производственном процессе установленным стандартам чистоты, что имеет решающее значение для многих отраслей промышленности. Ниже перечислены важность и конкретная роль контроля среды 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 стать причиной дефектов или сбоев в работе продукции. Контролируя качество воздуха и концентрацию частиц в чистом помещении, можно эффективно предотвратить воздействие этих загрязняющих частиц на продукцию.
Помимо первоначальных инвестиций в оборудование, поддержание и контроль чистоты в чистых помещениях также требует наличия качественной системы управления «программным обеспечением». Наибольшее влияние на чистоту в помещении оказывают операторы. Когда операторы входят в помещение, уровень пыли значительно увеличивается. Когда люди ходят туда-сюда, чистота немедленно ухудшается. Можно увидеть, что основной причиной ухудшения чистоты является человеческий фактор.
1.2 Постоянство: Чистая среда помещения помогает поддерживать постоянство и повторяемость производственного процесса, тем самым гарантируя стабильное качество продукции.
Что касается стеклянной подложки, прилипание частиц пыли может привести к появлению царапин, коротких замыканий, образованию пузырьков и другим нарушениям качества процесса, что приводит к браку. Поэтому контроль источников загрязнения стал важной частью управления чистыми помещениями.
Внешнее проникновение пыли и его предотвращение
В чистом помещении необходимо поддерживать необходимое избыточное давление (>0,5 мм рт. ст.), тщательно провести предварительную подготовку к строительству, чтобы исключить утечки воздуха, а также тщательно очистить и протереть персонал, оборудование, сырье, инструменты, расходные материалы и т. д. перед их внесением в чистое помещение. Кроме того, необходимо правильно разместить и регулярно заменять или очищать инвентарь для уборки.
Образование пыли и предотвращение ее образования в чистых помещениях
Правильный выбор материалов для чистых помещений, таких как перегородки и полы, контроль пылеобразования на технологическом оборудовании, т. е. регулярное техническое обслуживание и чистка, производственному персоналу не разрешается ходить или совершать большие движения на своих рабочих местах, а на специальных станциях принимаются профилактические меры, такие как добавление липких ковриков.
2. Повышение эффективности производства
2.1 Сокращение процента брака: за счет снижения количества примесей и загрязняющих веществ в процессе производства можно сократить процент брака, увеличить выход годного и, таким образом, повысить эффективность производства.
Например: производство пластин включает 600 этапов. Если выход каждого процесса составляет 99%, каков общий выход 600 технологических операций? Ответ: 0,99600 = 0,24%.
Насколько высокой должна быть производительность каждого этапа, чтобы сделать процесс экономически целесообразным?
•0,999600= 54,8%
•0,9999600=94,2%
Выход каждого процесса должен превышать 99,99%, чтобы конечный выход процесса достигал более 90%, а загрязнение микрочастицами будет напрямую влиять на выход процесса.
2.2 Ускорение процесса: работа в чистой среде может сократить ненужное время на очистку и повторную обработку, делая производственный процесс более эффективным.
3. Обеспечить здоровье и безопасность персонала
3.1. Гигиена труда: В некоторых производственных процессах, где возможны выбросы вредных веществ, 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. За свою жизнь человек вдыхает около 270 000 м3 воздуха и проводит от 70% до 90% своего времени в помещении. Мельчайшие частицы, вдыхаемые человеком, оседают в дыхательных путях. Частицы размером от 5 до 30 мкм оседают в носоглотке, частицы от 1 до 5 мкм — в трахее и бронхах, а частицы размером менее 1 мкм — в альвеолах.
Люди, которые длительное время находятся в помещении с недостаточным притоком свежего воздуха, подвержены «синдрому закрытого помещения» с такими симптомами, как головная боль, стеснение в груди и усталость, а также подвержены заболеваниям дыхательных путей и нервной системы. Национальный стандарт моей страны GB/T18883-2002 предусматривает, что объем свежего воздуха должен быть не менее 30 м3/ч на человека.
Объем свежего воздуха в чистом помещении должен принимать максимальное значение из следующих двух показателей:
а. Сумма объемов воздуха, необходимых для компенсации объема отработанного воздуха в помещении и обеспечения величины положительного давления в помещении.
б. Обеспечить приток свежего воздуха, необходимого персоналу чистого помещения. Согласно Техническим условиям на проектирование чистого помещения, объём притока свежего воздуха на человека в час должен составлять не менее 40 м3.
3.2 Безопасное производство: Контролируя параметры окружающей среды, такие как влажность и температура, можно избежать угроз безопасности, таких как электростатический разряд, и обеспечить безопасность производства.
4. Соответствовать нормативным и стандартным требованиям
4.1 Отраслевые стандарты: Во многих отраслях промышленности действуют строгие стандарты чистоты (например, ISO 14644), и производство должно осуществляться в чистых помещениях определённых классов. Соблюдение этих стандартов — это не только нормативное требование, но и показатель конкурентоспособности компании.
Для изделий серии «чистый рабочий стол», «чистый сарай», «ламинарное передаточное окно», «фильтровально-вентиляционный блок FFU», «чистый шкаф», «ламинарный вытяжной шкаф», «весовой вытяжной шкаф», «чистый экран», «самоочищающийся» и «воздушный душ» необходимо стандартизировать методы испытаний чистоты существующих изделий с целью повышения надежности изделий.
4.2 Сертификация и аудит: Пройдите аудит сторонних сертификационных агентств и получите соответствующие сертификаты (такие как GMP, ISO 9001 и т. д.) для повышения доверия клиентов и расширения доступа на рынок.
5. Содействовать технологическим инновациям
5.1 Поддержка НИОКР: Чистые помещения создают идеальную экспериментальную среду для разработки высокотехнологичной продукции и помогают ускорить разработку новых продуктов.
5.2 Оптимизация процесса: В строго контролируемой среде легче наблюдать и анализировать влияние изменений процесса на производительность продукта, тем самым способствуя улучшению процесса.
6. Улучшить имидж бренда
6.1 Обеспечение качества: Наличие высококачественных чистых производственных помещений может улучшить имидж бренда и повысить доверие клиентов к качеству продукции.
6.2 Конкурентоспособность на рынке: Продукция, которая может быть произведена в чистой среде, часто рассматривается как символ высокого качества и высокой надежности, что помогает компаниям выделиться в жесткой рыночной конкуренции.
7. Сокращение затрат на ремонт и обслуживание
7.1 Продление срока службы оборудования: Производственное оборудование и инструменты, работающие в чистых условиях, менее подвержены коррозии и износу, тем самым продлевая срок службы и снижая частоту и затраты на техническое обслуживание.
7.2 Сокращение энергопотребления: Оптимизируя проектирование и управление чистыми помещениями, повысьте энергоэффективность, сократите энергопотребление и эксплуатационные расходы.
Четыре принципа управления эксплуатацией чистых помещений:
1. Не проносить с собой:
Каркас HEPA-фильтра не должен протекать.
В помещении должно поддерживаться расчетное давление.
После прохождения воздушного душа операторы должны переодеться и войти в чистую комнату.
Все материалы, оборудование и инструменты должны быть очищены перед внесением.
2. Не генерировать:
Люди должны носить одежду, не пропускающую пыль.
Сократите количество ненужных действий.
Не используйте материалы, которые легко пылят.
Ненужные вещи проносить нельзя.
3. Не накапливайте:
Не должно быть углов и периферийных частей машины, которые трудно чистить или чистить.
Постарайтесь свести к минимуму количество открытых воздуховодов, водопроводных труб и т. д. в помещении.
Очистку следует проводить стандартными методами и в установленные сроки.
4. Немедленно удалить:
Увеличьте кратность воздухообмена.
Выхлоп вблизи пылеобразующей части.
Улучшите форму воздушного потока, чтобы предотвратить прилипание пыли к продукту.
Одним словом, контроль микроклимата в чистых помещениях имеет огромное значение для обеспечения качества продукции, повышения эффективности производства, охраны здоровья и безопасности персонала, соблюдения нормативных требований, продвижения технологических инноваций и укрепления имиджа бренда. Предприятиям следует в полной мере учитывать эти факторы при строительстве и обслуживании чистых помещений, чтобы гарантировать их соответствие потребностям производства и НИОКР.
Время публикации: 12 февраля 2025 г.