1. Eliminació de partícules de pols en una sala blanca sense pols
La funció principal d'una sala blanca és controlar la neteja, la temperatura i la humitat de l'atmosfera a la qual estan exposats els productes (com ara xips de silici, etc.), de manera que els productes es puguin produir i fabricar en un bon espai ambiental. Anomenem aquest espai sala blanca. Segons la pràctica internacional, el nivell de neteja es determina principalment pel nombre de partícules per metre cúbic d'aire amb un diàmetre superior a l'estàndard de classificació. En altres paraules, l'anomenat "sense pols" no és 100% lliure de pols, sinó que es controla en una unitat molt petita. Per descomptat, les partícules que compleixen l'estàndard de pols d'aquesta norma ja són molt petites en comparació amb la pols comuna que veiem, però per a les estructures òptiques, fins i tot una mica de pols tindrà un impacte negatiu molt gran, per la qual cosa l'"sense pols" és un requisit inevitable en la producció de productes d'estructures òptiques.
Controlar el nombre de partícules de pols amb una mida de partícula superior o igual a 0,5 micres per metre cúbic a menys de 3520/metre cúbic assolirà la classe A de l'estàndard internacional sense pols. L'estàndard sense pols utilitzat en la producció i el processament a nivell de xip té requisits més alts per a la pols que la classe A, i aquest estàndard tan alt s'utilitza principalment en la producció d'alguns xips de nivell superior. El nombre de partícules de pols es controla estrictament a 35.200 per metre cúbic, que es coneix comunament com a classe B a la indústria de les sales blanques.
2. Tres tipus d'estats de sala blanca
Sala blanca buida: una instal·lació de sala blanca que s'ha construït i es pot posar en funcionament. Disposa de tots els serveis i funcions rellevants. Tanmateix, no hi ha cap equip operat per operadors a la instal·lació.
Sala blanca estàtica: una instal·lació de sala blanca amb funcions completes, configuració i instal·lació adequades, que es pot utilitzar segons la configuració o està en ús, però no hi ha operadors a la instal·lació.
Sala blanca dinàmica: una sala blanca en ús normal, amb funcions de servei completes, equipament i personal; si cal, es pot dur a terme el treball normal.
3. Elements de control
(1). Pot eliminar les partícules de pols que suren a l'aire.
(2). Pot evitar la generació de partícules de pols.
(3). Control de la temperatura i la humitat.
(4). Regulació de la pressió.
(5). Eliminació de gasos nocius.
(6). Estanquitat a l'aire d'estructures i compartiments.
(7). Prevenció de l'electricitat estàtica.
(8). Prevenció d'interferències electromagnètiques.
(9). Consideració dels factors de seguretat.
(10). Consideració de l'estalvi energètic.
4. Classificació
Tipus de flux turbulent
L'aire entra a la sala blanca des de la caixa d'aire condicionat a través del conducte d'aire i el filtre d'aire (HEPA) de la sala blanca, i es retorna des dels panells de la paret divisòria o dels pisos elevats a banda i banda de la sala blanca. El flux d'aire no es mou de manera lineal, sinó que presenta un estat turbulent o de remolí irregular. Aquest tipus és adequat per a sales blanques de classe 1.000-100.000.
Definició: Una sala blanca on el flux d'aire flueix a una velocitat desigual i no és paral·lel, acompanyat de reflux o corrents de Foucault.
Principi: Les sales blanques turbulentes depenen del flux d'aire de subministrament d'aire per diluir contínuament l'aire interior i diluir gradualment l'aire contaminat per aconseguir la neteja (les sales blanques turbulentes generalment es dissenyen amb nivells de neteja superiors a 1.000 a 300.000).
Característiques: Les sales blanques turbulentes depenen de múltiples ventilacions per aconseguir neteja i nivells de neteja. El nombre de canvis de ventilació determina el nivell de purificació en la definició (com més canvis de ventilació hi hagi, més alt serà el nivell de neteja)
(1) Temps d'autopurificació: es refereix al temps en què la sala blanca comença a subministrar aire a la sala blanca segons el número de ventilació dissenyat i la concentració de pols a l'habitació arriba al nivell de neteja dissenyat. La classe 1.000 no s'espera que sigui superior a 20 minuts (es poden utilitzar 15 minuts per al càlcul), la classe 10.000 no s'espera que sigui superior a 30 minuts (es poden utilitzar 25 minuts per al càlcul) i la classe 100.000 no s'espera que sigui superior a 40 minuts (es poden utilitzar 30 minuts per al càlcul).
(2) Freqüència de ventilació (dissenyada segons els requisits de temps d'autoneteja anteriors) classe 1.000: 43,5-55,3 vegades/hora (estàndard: 50 vegades/hora) classe 10.000: 23,8-28,6 vegades/hora (estàndard: 25 vegades/hora) classe 100.000: 14,4-19,2 vegades/hora (estàndard: 15 vegades/hora)
Avantatges: estructura senzilla, baix cost de construcció del sistema, sala blanca fàcil d'ampliar, en alguns llocs amb finalitats especials, es pot utilitzar un banc de neteja sense pols per millorar el grau de la sala blanca.
Desavantatges: les partícules de pols causades per la turbulència suren a l'espai interior i són difícils de descarregar, cosa que pot contaminar fàcilment els productes del procés. A més, si el sistema s'atura i després s'activa, sovint es triga molt a aconseguir la neteja necessària.
Flux laminar
L'aire de flux laminar es mou en una línia recta uniforme. L'aire entra a l'habitació a través d'un filtre amb una taxa de cobertura del 100% i es retorna a través del terra elevat o dels taulers de separació a banda i banda. Aquest tipus és adequat per al seu ús en entorns de sales blanques amb graus de sales blanques més alts, generalment de classe 1~100. N'hi ha de dos tipus:
(1) Flux laminar horitzontal: l'aire horitzontal s'expulsa del filtre en una sola direcció i el sistema de retorn d'aire a la paret oposada el retorna. La pols s'expulsa a l'exterior en la direcció de l'aire. Generalment, la contaminació és més greu al costat de baixada.
Avantatges: estructura simple, pot tornar-se estable en poc temps després de l'operació.
Desavantatges: el cost de construcció és superior al del flux turbulent i l'espai interior no és fàcil d'ampliar.
(2) Flux laminar vertical: el sostre de la sala està completament cobert amb filtres ULPA i l'aire es bufa de dalt a baix, cosa que permet aconseguir una major neteja. La pols generada durant el procés o pel personal es pot descarregar ràpidament a l'exterior sense afectar altres zones de treball.
Avantatges: Fàcil de gestionar, es pot aconseguir un estat estable en poc temps després de l'inici del funcionament i no es veu fàcilment afectat per l'estat de funcionament o els operadors.
Desavantatges: cost de construcció elevat, dificultat per utilitzar l'espai de manera flexible, els penjadors de sostre ocupen molt d'espai i dificultat per reparar i substituir els filtres.
Tipus compost
El tipus compost consisteix a combinar o utilitzar el tipus de flux turbulent i el tipus de flux laminar junts, cosa que pot proporcionar aire ultra net local.
(1) Túnel net: utilitzeu filtres HEPA o ULPA per cobrir el 100% de la zona de procés o de treball per augmentar el nivell de neteja per sobre de la classe 10, cosa que pot estalviar costos d'instal·lació i funcionament.
Aquest tipus requereix que la zona de treball de l'operador estigui aïllada del producte i del manteniment de la màquina per evitar que es vegi afectat el treball i la qualitat durant el manteniment de la màquina.
Els túnels nets tenen dos avantatges més: A. Facilitat d'expansió flexible; B. El manteniment dels equips es pot realitzar fàcilment a la zona de manteniment.
(2) Tub net: Envolta i purifica la línia de producció automàtica per la qual passa el flux de producte i augmenta el nivell de neteja per sobre de la classe 100. Com que el producte, l'operador i l'entorn generador de pols estan aïllats entre si, una petita quantitat d'aire pot aconseguir una bona neteja, cosa que pot estalviar energia i és més adequada per a línies de producció automatitzades que no requereixen mà d'obra manual. És aplicable a les indústries farmacèutica, alimentària i de semiconductors.
(3) Punt net: el nivell de neteja de la zona de procés del producte a la sala blanca turbulenta amb un nivell de sala blanca de 10.000 a 100.000 s'augmenta a 10 a 1000 o superior per a finalitats de producció; els bancs de treball nets, els coberts nets, les sales blanques prefabricades i els armaris nets pertanyen a aquesta categoria.
Banc net: classe 1~100.
Cabina neta: Un petit espai envoltat d'una tela de plàstic transparent antiestàtica en un espai de sala blanca turbulent, que utilitza unitats HEPA o ULPA i d'aire condicionat independents per convertir-se en un espai net de nivell superior, amb un nivell de 10~1000, una alçada d'uns 2,5 metres i una àrea de cobertura d'uns 10 m2 o menys. Té quatre pilars i està equipat amb rodes mòbils per a un ús flexible.
5. Flux d'aire
Importància del flux d'aire
La neteja d'una sala blanca sovint es veu afectada pel flux d'aire. En altres paraules, el moviment i la difusió de la pols generada per persones, compartiments de màquines, estructures d'edificis, etc. estan controlats pel flux d'aire.
La sala blanca utilitza HEPA i ULPA per filtrar l'aire, i la seva taxa de recollida de pols és de fins al 99,97~99,99995%, per la qual cosa es pot dir que l'aire filtrat per aquest filtre és molt net. Tanmateix, a més de persones, també hi ha fonts de pols com ara màquines a la sala blanca. Un cop aquestes pols generades s'estenen, és impossible mantenir un espai net, per la qual cosa s'ha d'utilitzar el flux d'aire per descarregar ràpidament la pols generada a l'exterior.
Factors d'influència
Hi ha molts factors que afecten el flux d'aire d'una sala blanca, com ara l'equip de procés, el personal, els materials de muntatge de la sala blanca, els accessoris d'il·luminació, etc. Al mateix temps, també s'ha de tenir en compte el punt de desviació del flux d'aire per sobre de l'equip de producció.
El punt de desviació del flux d'aire a la superfície d'una taula d'operacions general o d'un equip de producció s'ha de fixar a 2/3 de la distància entre l'espai de la sala blanca i el tauler de separació. D'aquesta manera, quan l'operador treballa, el flux d'aire pot fluir des de l'interior de l'àrea de procés fins a l'àrea d'operació i eliminar la pols; si el punt de desviació es configura davant de l'àrea de procés, es convertirà en una desviació inadequada del flux d'aire. En aquest moment, la major part del flux d'aire fluirà cap a la part posterior de l'àrea de procés i la pols causada per l'operació de l'operador es transportarà a la part posterior de l'equip, i el banc de treball es contaminarà i el rendiment disminuirà inevitablement.
Els obstacles com ara les taules de treball a les sales blanques tindran corrents de Foucault a la unió, i la neteja a prop d'elles serà relativament deficient. Perforar un forat de retorn d'aire a la taula de treball minimitzarà el fenomen dels corrents de Foucault; si la selecció dels materials de muntatge és adequada i si la disposició de l'equip és perfecta també són factors importants per determinar si el flux d'aire es converteix en un fenomen de corrents de Foucault.
6. Composició de la sala blanca
La composició d'una sala blanca està formada pels següents sistemes (cap dels quals és indispensable en les molècules del sistema); en cas contrari, no serà possible formar una sala blanca completa i d'alta qualitat:
(1) Sistema de sostre: incloent-hi vareta de sostre, biga en I o en U, reixeta de sostre o marc de sostre.
(2) Sistema d'aire condicionat: incloent-hi cabina d'aire, sistema de filtre, molí de vent, etc.
(3) Envà divisori: incloent-hi finestres i portes.
(4) Sòl: inclòs el sòl elevat o el sòl antiestàtic.
(5) Llums: làmpada plana de purificació LED.
L'estructura principal de la sala blanca generalment està feta de barres d'acer o ciment ossi, però independentment del tipus d'estructura que sigui, ha de complir les condicions següents:
A. No es produiran esquerdes a causa dels canvis de temperatura i les vibracions;
B. No és fàcil produir partícules de pols i és difícil que les partícules s'hi adhereixin;
C. Baixa higroscopicitat;
D. Per mantenir les condicions d'humitat a la sala blanca, l'aïllament tèrmic ha de ser alt;
7. Classificació per ús
Sala blanca industrial
El control de partícules inanimades és l'objectiu. Principalment controla la contaminació de les partícules de pols de l'aire a l'objecte de treball, i l'interior generalment manté un estat de pressió positiva. És adequat per a la indústria de maquinària de precisió, la indústria electrònica (semiconductors, circuits integrats, etc.), la indústria aeroespacial, la indústria química d'alta puresa, la indústria de l'energia atòmica, la indústria de productes òptics i magnètics (producció de CD, pel·lícules, cintes), LCD (vidre de cristall líquid), disc dur d'ordinador, producció de capçals d'ordinador i altres indústries.
Sala blanca biològica
Principalment controla la contaminació de partícules vives (bacteris) i partícules inanimades (pols) a l'objecte de treball. Es pot dividir en;
A. Sala blanca biològica general: controla principalment la contaminació d'objectes microbians (bacterians). Al mateix temps, els seus materials interns han de ser capaços de suportar l'erosió de diversos agents esterilitzants, i l'interior generalment garanteix una pressió positiva. Essencialment, els materials interns han de ser capaços de suportar diversos tractaments d'esterilització de sales blanques industrials. Exemples: indústria farmacèutica, hospitals (quiròfans, sales estèrils), aliments, cosmètics, producció de begudes, laboratoris d'animals, laboratoris d'assajos físics i químics, estacions de sang, etc.
B. Sala blanca de seguretat biològica: controla principalment la contaminació de partícules vives de l'objecte de treball cap al món exterior i les persones. La pressió interna s'ha de mantenir negativa amb l'atmosfera. Exemples: bacteriologia, biologia, laboratoris nets, enginyeria física (gens recombinants, preparació de vacunes)
Data de publicació: 07-02-2025