ניתוח טכנולוגיית הנדסת חדרים נקיים

1. הסרת חלקיקי אבק בחדר נקי ללא אבק

הפונקציה העיקרית של החדר הנקי הוא לשלוט על הניקיון, הטמפרטורה והלחות של האטמוספרה שאליהם נחשפים מוצרים (כמו שבבי סיליקון וכו '), כך שניתן לייצר ולייצר את המוצרים במרחב סביבה טוב. אנו קוראים לחלל הזה כחדר נקי. על פי התרגול הבינלאומי, רמת הניקיון נקבעת בעיקר על ידי מספר החלקיקים למטר מעוקב של אוויר בקוטר גדול מתקן הסיווג. במילים אחרות, מה שנקרא נטול אבק אינו נטול 100% אבק, אלא נשלט ביחידה קטנה מאוד. כמובן שהחלקיקים העומדים בתקן האבק בסטנדרט זה כבר קטנים מאוד בהשוואה לאבק הנפוץ שאנו רואים, אך עבור מבנים אופטיים, אפילו מעט אבק יהיה בעל השפעה שלילית גדולה מאוד, ולכן נטול אבק הוא דרישה בלתי נמנעת בייצור מוצרי מבנה אופטי.

שליטה על מספר חלקיקי האבק בגודל החלקיקים הגדולים או שווה ל 0.5 מיקרון למטר מעוקב לפחות מ- 3520/קוב יעד תגיע לכיתה A של התקן הבינלאומי ללא אבק. לתקן נטול האבק המשמש בייצור ועיבוד ברמת השבב יש דרישות גבוהות יותר לאבק מאשר בכיתה A, וסטנדרט כה גבוה משמש בעיקר בייצור של כמה שבבים ברמה גבוהה יותר. מספר חלקיקי האבק נשלט בקפדנות על 35,200 למטר מעוקב, המכונה בדרך כלל כיתה B בתעשיית החדר הנקי.

2. שלושה סוגים של מצבי חדר נקיים

חדר נקי ריק: מתקן לחדר נקי שנבנה וניתן להשתמש בו לשימוש. יש לו את כל השירותים והפונקציות הרלוונטיים. עם זאת, אין ציוד המופעל על ידי מפעילים במתקן.

חדר נקי סטטי: מתקן לחדר נקי עם פונקציות שלמות, הגדרות מתאימות והתקנה, אשר ניתן להשתמש בהן על פי ההגדרות או שנמצא בשימוש, אך אין מפעילים במתקן.

חדר נקי דינמי: חדר נקי בשימוש רגיל, עם פונקציות שירות מלאות, ציוד ואנשי צוות; במידת הצורך ניתן לבצע עבודה רגילה.

3. פריטי בקרה

(1). יכולים להסיר חלקיקי אבק שצפים באוויר.

(2). יכול למנוע יצירת חלקיקי אבק.

(3). שליטה בטמפרטורה ולחות.

(4). ויסות לחץ.

(5). ביטול גזים מזיקים.

(6). הידוק אווירי של מבנים ותאים.

(7). מניעת חשמל סטטי.

(8). מניעת הפרעות אלקטרומגנטיות.

(9). התחשבות בגורמי בטיחות.

(10). התחשבות בחיסכון באנרגיה.

4. סיווג

סוג זרימה סוער

אוויר נכנס לחדר הנקי מתיבת המזגן דרך צינור האוויר ומסנן האוויר (HEPA) בחדר נקי, ומוחזר מלוחות קיר המחיצה או רצפות מוגבהות משני צידי החדר הנקי. זרימת האוויר אינה נעה בצורה ליניארית אלא מציגה מצב סוער או ערמומי לא סדיר. סוג זה מתאים לחדר נקי של 1,000-100,000 חדר נקי.

הגדרה: חדר נקי בו זרימת האוויר זורמת במהירות לא אחידה ואינה מקבילה, מלווה בזרימה אחורית או בזרם אדי.

עקרון: חדרים נקיים סוערים מסתמכים על זרימת האוויר באספקת האוויר כדי לדלל את האוויר המקורה ברציפות ולדלל בהדרגה את האוויר המזוהם כדי להשיג ניקיון (חדרים נקיים סוערים מעוצבים בדרך כלל ברמות הניקיון מעל 1,000 עד 300,000).

תכונות: חדרים נקיים סוערים מסתמכים על אוורור מרובה כדי להשיג רמות ניקיון וניקיון. מספר שינויי האוורור קובע את רמת הטיהור בהגדרה (ככל שהאוורור משתנה יותר, כך רמת הניקיון גבוהה יותר)

(1) זמן טיהור עצמי: מתייחס לזמן בו החדר הנקי מתחיל לספק אוויר לחדר הנקי בהתאם למספר האוורור המעוצב וריכוז האבק בחדר מגיע לרמת הניקיון המעוצבת Class 1,000 צפוי להיות יותר מ- 20 דקות (15 דקות יכול לשמש לחישוב) Class 10,000 צפוי להיות לא יותר מ 30 דקות (ניתן להשתמש ב 25 דקות לחישוב) Class 100,000 צפוי להיות לא יותר מ- 40 דקות (ניתן להשתמש 30 דקות תַחשִׁיב)

(2) תדר אוורור (מעוצב על פי דרישות הזמן לניקוי עצמי לעיל) כיתה 1,000: 43.5-55.3 פעמים/שעה (סטנדרטית: 50 פעמים/שעה) כיתה 10,000: 23.8-28.6 פעמים/שעה (סטנדרטית: 25 פעמים/שעה ) Class 100,000: 14.4-19.2 פעמים/שעה (תקן: 15 פעמים/שעה)

יתרונות: מבנה פשוט, עלות בניית מערכת נמוכה, קל להרחבת החדר הנקי, במקומות מסוימים למטרה מיוחדת, ניתן להשתמש בספסל נקי ללא אבק לשיפור ציון החדר הנקי.

חסרונות: חלקיקי אבק הנגרמים כתוצאה מסערה צפים במרחב המקורה וקשה לשחרר אותם, מה שיכולים לזהם בקלות מוצרי תהליכים. בנוסף, אם המערכת נעצרת ואז מופעלת, לרוב לוקח זמן רב להשיג את הניקיון הנדרש.

זרימה למינרית

אוויר זרימה למינרית נע בקו ישר אחיד. אוויר נכנס לחדר דרך פילטר עם שיעור כיסוי של 100% ומוחזר דרך הרצפה המוגבהת או לוחות המחיצה משני הצדדים. סוג זה מתאים לשימוש בסביבות חדר נקי עם ציוני חדר נקי גבוה יותר, בדרך כלל מחלקה 1 ~ 100. ישנם שני סוגים:

(1) זרימה למינרית אופקית: אוויר אופקי מפוצץ מהמסנן בכיוון יחיד ומוחזר על ידי מערכת האוויר החוזרת בקיר הנגדי. אבק משוחרר בחוץ עם כיוון אוויר. באופן כללי, הזיהום חמור יותר בצד הזרם.

יתרונות: מבנה פשוט, יכול להיות יציב בזמן קצר לאחר הפעולה.

חסרונות: עלות הבנייה גבוהה יותר מזרימה סוערת, ומרחב מקורה אינו קל להרחיב.

(2) זרימה למינרית אנכית: תקרת החדר מכוסה לחלוטין במסנני ULPA, ואוויר מפוצץ מלמעלה למטה, שיכול להשיג ניקיון גבוה יותר. אבק שנוצר במהלך התהליך או על ידי הצוות יכול להשתחרר במהירות בחוץ מבלי להשפיע על אזורי עבודה אחרים.

יתרונות: ניתן להשיג מצב יציב קל לניהול תוך זמן קצר לאחר תחילת הפעולה, ולא להושפע בקלות על ידי מצב ההפעלה או מפעילי המפעילים.

חסרונות: עלות בנייה גבוהה, קשה להשתמש בגמישות במרחב, קולבי תקרה תופסים מקום רב ומטריד לתקן ולהחליף פילטרים.

סוג מורכב

הסוג המורכב הוא לשלב או להשתמש בסוג זרימה סוער וסוג זרימה למינרית יחד, שיכול לספק אוויר נקי אולטרה-נקי מקומי.

(1) מנהרה נקייה: השתמש במסנני HEPA או ULPA בכדי לכסות 100% מאזור התהליך או שטח העבודה כדי להגדיל את רמת הניקיון לעיל מעמד 10, מה שיכול לחסוך עלויות התקנה ותפעול.

סוג זה מחייב את אזור העבודה של המפעיל לבודד מתחזוקת המוצר ותחזוקת המכונה כדי להימנע מהשפעה על העבודה והאיכות במהלך תחזוקת המכונה.

למנהרות נקייה יש שני יתרונות נוספים: א. קל להתרחב בגמישות; ב. ניתן לבצע תחזוקת ציוד בקלות באזור התחזוקה.

(2) צינור נקי: הסתובב וטהר את קו הייצור האוטומטי שדרכו זרימת המוצר עוברת, והגדיל את רמת הניקיון לגובה 100. מכיוון שהמוצר, המפעיל והסביבה המייצרת אבק מבודדים זה מזה, כמות קטנה של אספקת אוויר יכולה להשיג ניקיון טוב, שיכולה לחסוך אנרגיה ומתאימה ביותר לקווי ייצור אוטומטיים שאינם דורשים עבודת כפיים. זה חל על תעשיות התרופות, המזון והמוליכים למחצה.

(3) נקודה נקייה: רמת הניקיון של אזור תהליך המוצר בחדר הנקי הסוער עם רמת חדר נקי של 10,000 ~ 100,000 מוגברת ל 10 ~ 1000 ומעלה למטרות ייצור; ספסלי עבודה נקיים, סככות נקיות, חדרים נקיים טרומי וארונות נקיים שייכים לקטגוריה זו.

ספסל נקי: כיתה 1 ~ 100.

ביתן נקי: חלל קטן מוקף בד פלסטיק שקוף אנטי סטטי בחלל חדר נקי סוער, תוך שימוש ב- HEPA או ULPA עצמאיים ומיזוג אוויר כדי להפוך לחלל נקי ברמה גבוהה יותר, עם רמה של 10 ~ 1000, גובה 2.5 מטר, ואזור כיסוי של כ -10 מ '2 ומטה. יש לו ארבעה עמודים והוא מצויד בגלגלים מטלטלים לשימוש גמיש.

5. זרימת זרימת אוויר

חשיבות זרימת האוויר

הניקיון של חדר נקי מושפע לעתים קרובות מזרימת האוויר. במילים אחרות, התנועה וההתפשטות של אבק שנוצר על ידי אנשים, תאי מכונה, מבני בניין וכו 'נשלטים על ידי זרימת אוויר.

החדר הנקי משתמש ב- HEPA ו- ULPA כדי לסנן אוויר, וקצב איסוף האבק שלו גבוה עד 99.97 ~ 99.99995%, כך שניתן לומר כי האוויר מסונן על ידי פילטר זה נקי מאוד. עם זאת, בנוסף לאנשים, ישנם גם מקורות אבק כמו מכונות בחדר הנקי. ברגע שהאבקים שנוצרו אלה מתפשטים, אי אפשר לשמור על שטח נקי, ולכן יש להשתמש בזרימת אוויר כדי לפרוק במהירות את האבק שנוצר בחוץ.

גורמים משפיעים

ישנם גורמים רבים המשפיעים על זרימת האוויר של חדר נקי, כגון ציוד תהליכים, כוח אדם, חומרי הרכבה לחדר נקי, גופי תאורה וכו ' הִתחַשְׁבוּת.

יש להגדיר את נקודת ההסחה של זרימת האוויר על פני שולחן הפעלה כללי או ציוד ייצור על 2/3 מהמרחק בין שטח החדר הנקי ללוח המחיצה. באופן זה, כאשר המפעיל עובד, זרימת האוויר יכולה לזרום מחלק הפנימי של אזור התהליך לאזור ההפעלה ולסירות את האבק; אם נקודת ההסחה מוגדרת מול אזור התהליך, היא תהפוך להסחה לא תקינה של זרימת אוויר. בשלב זה, מרבית זרימת האוויר תזרום לחלק האחורי של אזור התהליך, והאבק שנגרם כתוצאה מפעולת המפעיל יועבר לחלק האחורי של הציוד, וספסל העבודה יזוהם, והתשואה תקטן בהכרח.

למכשולים כמו שולחנות עבודה בחדרים נקיים יהיו זרמים ערמומיים בצומת, והניקיון בקרבתם יהיה עניים יחסית. קידוח חור אוויר חוזר על שולחן העבודה ימזער את התופעה הנוכחית המעורערת; האם בחירת חומרי ההרכבה מתאימה והאם פריסת הציוד מושלמת היא גם גורמים חשובים אם זרימת האוויר הופכת לתופעה זרם מעולה.

6. הרכב החדר הנקי

ההרכב של החדר הנקי מורכב מהמערכות הבאות (שאף אחת מהן אינה הכרחית במולקולות המערכת), אחרת לא ניתן יהיה ליצור חדר נקי שלם ואיכותי:

(1) מערכת תקרה: כולל מוט תקרה, קרן I או קרן U, רשת תקרה או מסגרת תקרה.

(2) מערכת מיזוג אוויר: כולל תא אוויר, מערכת פילטר, טחנת רוח וכו '.

(3) קיר חלוקה: כולל חלונות ודלתות.

(4) רצפה: כולל רצפה מוגבהת או רצפה אנטי סטטית.

(5) גופי תאורה: טיהור LED מנורה שטוחה.

המבנה העיקרי של החדר הנקי עשוי בדרך כלל מוטות פלדה או מלט עצם, אך לא משנה איזה סוג מבנה הוא, עליו לעמוד בתנאים הבאים:

א. לא יתרחשו סדקים בגלל שינויי טמפרטורה ותנודות;

ב. לא קל לייצר חלקיקי אבק, וקשה לחלקיקים לחבר;

ג. היגרוסקופיות נמוכה;

ד. על מנת לשמור על תנאי הלחות בחדר נקי, הבידוד התרמי חייב להיות גבוה;

7. סיווג באמצעות שימוש

חדר נקי תעשייתי

השליטה על חלקיקים דוממים היא האובייקט. זה בעיקר שולט בזיהום של חלקיקי אבק אוויר לאובייקט העובד, והפנים בדרך כלל שומר על מצב לחץ חיובי. זה מתאים לתעשיית מכונות מדויקות, תעשיית האלקטרוניקה (מוליכים למחצה, מעגלים משולבים וכו '), תעשיית תעופה וחלל, תעשייה כימית גבוהה, תעשיית אנרגיה אטומית, תעשיית מוצרים אופטית ומגנטית (CD, סרט, ייצור קלטת) LCD (קריסטל נוזלי זכוכית), דיסק קשיח מחשב, ייצור ראש מחשב ותעשיות אחרות.

חדר נקי ביולוגי

בעיקר שולט בזיהום של חלקיקים חיים (חיידקים) וחלקיקים דוממים (אבק) לאובייקט העובד. ניתן לחלק אותו;

א. חדר נקי ביולוגי כללי: בעיקר שולט בזיהום של חפצים מיקרוביאליים (חיידקים). יחד עם זאת, החומרים הפנימיים שלה חייבים להיות מסוגלים לעמוד בשחיקה של חומרים עיקריים שונים, והפנים בדרך כלל מבטיחים לחץ חיובי. בעיקרו של דבר, החומרים הפנימיים חייבים להיות מסוגלים לעמוד בטיפולי עיקור שונים בחדר הנקי התעשייתי. דוגמאות: תעשיית התרופות, בתי חולים (חדרי ניתוח, מחלקות סטריליות), מזון, קוסמטיקה, ייצור מוצרי משקאות, מעבדות בעלי חיים, מעבדות בדיקות פיזיות וכימיות, תחנות דם וכו '.

ב. בטיחות ביולוגית חדר נקי: בעיקר שולט בזיהום של חלקיקים חיים של אובייקט העובד לעולם החיצון ולאנשים. יש לשמור על הלחץ הפנימי שלילי עם האטמוספרה. דוגמאות: בקטריולוגיה, ביולוגיה, מעבדות נקייה, הנדסה גופנית (גנים רקומביננטיים, הכנת חיסון)