1. Odstranjevanje prašnih delcev v čistem prostoru brez prahu
Glavna funkcija čiste sobe je nadzor čistoče, temperature in vlažnosti ozračja, ki so mu izpostavljeni izdelki (kot so silicijevi čipi itd.), tako da se izdelki lahko proizvajajo in izdelujejo v prostoru z dobrim okoljem. Temu prostoru pravimo čista soba. V skladu z mednarodno prakso je raven čistoče v glavnem določena s številom delcev na kubični meter zraka s premerom, večjim od klasifikacijskega standarda. Z drugimi besedami, tako imenovana čista soba ni 100 % brez prahu, ampak nadzorovana v zelo majhni enoti. Seveda so delci, ki ustrezajo standardu prahu v tem standardu, že zelo majhni v primerjavi z običajnim prahom, ki ga vidimo, vendar bo za optične strukture že majhna količina prahu imela zelo velik negativen vpliv, zato je čista soba neizogibna zahteva pri proizvodnji izdelkov iz optičnih struktur.
Z nadzorom števila prašnih delcev z velikostjo delcev, večjim ali enakim 0,5 mikrona na kubični meter, na manj kot 3520/kubični meter dosežemo razred A mednarodnega standarda za brezprašnost. Standard za brezprašnost, ki se uporablja pri proizvodnji in predelavi sekancev, ima višje zahteve glede prahu kot razred A, zato se ta visok standard uporablja predvsem pri proizvodnji nekaterih sekancev višje ravni. Število prašnih delcev je strogo nadzorovano na 35.200 na kubični meter, kar je v industriji čistih prostorov splošno znano kot razred B.
2. Tri vrste stanj čistih sob
Prazen čist prostor: čisti prostor, ki je bil zgrajen in ga je mogoče predati v uporabo. Ima vse ustrezne storitve in funkcije. Vendar v objektu ni opreme, ki bi jo upravljali operaterji.
Statični čisti prostor: čisti prostor s popolnimi funkcijami, ustreznimi nastavitvami in namestitvijo, ki se lahko uporablja v skladu z nastavitvami ali je v uporabi, vendar v objektu ni upravljavcev.
Dinamični čisti prostor: čisti prostor v normalni uporabi, s popolnimi servisnimi funkcijami, opremo in osebjem; po potrebi se lahko izvaja normalno delo.
3. Kontrolni elementi
(1). Lahko odstrani delce prahu, ki lebdijo v zraku.
(2). Lahko prepreči nastajanje prašnih delcev.
(3). Nadzor temperature in vlažnosti.
(4). Regulacija tlaka.
(5). Odprava škodljivih plinov.
(6). Zrakotesnost konstrukcij in predelkov.
(7). Preprečevanje statične elektrike.
(8). Preprečevanje elektromagnetnih motenj.
(9). Upoštevanje varnostnih dejavnikov.
(10). Upoštevanje varčevanja z energijo.
4. Razvrstitev
Turbulentni tip toka
Zrak vstopa v čisti prostor iz klimatske naprave skozi zračni kanal in zračni filter (HEPA) v čistem prostoru in se vrača skozi predelne stene ali dvignjena tla na obeh straneh čistega prostora. Pretok zraka se ne giblje linearno, temveč ima nepravilno turbulentno ali vrtinčasto stanje. Ta tip je primeren za čiste prostore razreda 1.000–100.000.
Definicija: Čist prostor, kjer pretok zraka teče z neenakomerno hitrostjo in ni vzporeden, spremlja pa ga povratni tok ali vrtinčni tok.
Načelo: Turbulentni čisti prostori se zanašajo na pretok zraka dovodnega zraka, da nenehno redčijo notranji zrak in postopoma redčijo onesnažen zrak, da dosežejo čistočo (turbulentni čisti prostori so običajno zasnovani za stopnje čistoče nad 1.000 do 300.000).
Značilnosti: Turbulentni čisti prostori se za doseganje čistoče in ravni čistoče zanašajo na večkratno prezračevanje. Število sprememb prezračevanja določa stopnjo čiščenja v definiciji (več sprememb prezračevanja pomeni višjo stopnjo čistoče).
(1) Čas samočiščenja: nanaša se na čas, ko čisti prostor začne dovajati zrak v čisti prostor v skladu z načrtovano prezračevalno številko in koncentracija prahu v prostoru doseže načrtovano raven čistoče; razred 1000 naj bi bil največ 20 minut (za izračun se lahko uporabi 15 minut), razred 10000 naj bi bil največ 30 minut (za izračun se lahko uporabi 25 minut), razred 100000 naj bi bil največ 40 minut (za izračun se lahko uporabi 30 minut).
(2) Pogostost prezračevanja (zasnovano v skladu z zgornjimi zahtevami glede časa samočiščenja) razred 1.000: 43,5–55,3-krat/uro (standardno: 50-krat/uro) razred 10.000: 23,8–28,6-krat/uro (standardno: 25-krat/uro) razred 100.000: 14,4–19,2-krat/uro (standardno: 15-krat/uro)
Prednosti: preprosta konstrukcija, nizki stroški gradnje sistema, enostavna razširitev čistega prostora, v nekaterih prostorih za posebne namene se lahko za izboljšanje kakovosti čistega prostora uporabi brezprašna čista miza.
Slabosti: prašni delci, ki nastanejo zaradi turbulence, lebdijo v notranjem prostoru in jih je težko odstraniti, kar lahko zlahka onesnaži procesne produkte. Poleg tega, če se sistem ustavi in nato ponovno aktivira, pogosto traja dolgo, da se doseže zahtevana čistoča.
Laminarni tok
Laminarni tok zraka se giblje v enakomerni ravni črti. Zrak vstopa v prostor skozi filter s 100-odstotno stopnjo pokritosti in se vrača skozi dvignjena tla ali predelne stene na obeh straneh. Ta tip je primeren za uporabo v čistih prostorih z višjimi stopnjami čistosti, običajno razreda 1~100. Obstajata dve vrsti:
(1) Horizontalni laminarni tok: Horizontalni zrak se iz filtra piha v eno smer in se vrača skozi sistem povratnega zraka na nasprotni steni. Prah se izpušča navzven v smeri zraka. Na splošno je onesnaženje večje na strani navzdol.
Prednosti: Preprosta struktura, ki se lahko stabilizira v kratkem času po delovanju.
Slabosti: Stroški gradnje so višji od turbulentnega toka, notranji prostor pa ni enostavno razširiti.
(2) Vertikalni laminarni tok: Strop prostora je v celoti prekrit z ULPA filtri, zrak pa se piha od zgoraj navzdol, kar omogoča večjo čistočo. Prah, ki nastane med postopkom ali pri delu osebja, se lahko hitro odvaja na prosto, ne da bi to vplivalo na druga delovna območja.
Prednosti: Enostavno upravljanje, stabilno stanje je mogoče doseči v kratkem času po začetku delovanja in nanj ni enostavno vplivati stanje delovanja ali operaterji.
Slabosti: Visoki stroški gradnje, težko prilagodljivo izrabo prostora, stropni obešalniki zasedajo veliko prostora in je težavno popraviti in zamenjati filtre.
Sestavljeni tip
Sestavljeni tip je kombinacija ali uporaba turbulentnega in laminarnega toka, kar lahko zagotovi lokalni ultra čist zrak.
(1) Čisti predor: Za pokritje 100 % procesnega območja ali delovnega območja uporabite filtre HEPA ali ULPA, da povečate raven čistoče nad razred 10, kar lahko prihrani stroške namestitve in delovanja.
Ta vrsta zahteva, da je delovno območje upravljavca izolirano od izdelka in vzdrževanja stroja, da se prepreči vpliv na delo in kakovost med vzdrževanjem stroja.
Čisti predori imajo še dve prednosti: A. Enostavna prilagodljivost pri širitvi; B. Vzdrževanje opreme je enostavno izvajati v vzdrževalnem območju.
(2) Čista cev: Obkrožite in očistite avtomatsko proizvodno linijo, skozi katero teče tok izdelka, in povečajte stopnjo čistoče nad razred 100. Ker so izdelek, upravljavec in okolje, ki ustvarja prah, ločeni drug od drugega, lahko majhna količina dovajanega zraka doseže dobro čistočo, kar lahko prihrani energijo in je najbolj primerno za avtomatizirane proizvodne linije, ki ne zahtevajo ročnega dela. Uporablja se v farmacevtski, živilski in polprevodniški industriji.
(3) Čisto mesto: Stopnja čistoče območja proizvodnega procesa v turbulentnem čistem prostoru s stopnjo čistoče 10.000–100.000 se za proizvodne namene poveča na 10–1000 ali več; v to kategorijo spadajo čiste delovne mize, čiste lope, montažni čisti prostori in čiste omare.
Čista klop: razred 1~100.
Čista kabina: Majhen prostor, obdan z antistatično prozorno plastično tkanino, v turbulentnem čistem prostoru, z uporabo neodvisnih HEPA ali ULPA in klimatskih naprav, ki postanejo čisti prostor višje ravni, z nivojem 10~1000, višino približno 2,5 metra in površino pokritosti približno 10 m2 ali manj. Ima štiri stebre in je opremljen s premičnimi kolesi za prilagodljivo uporabo.
5. Pretok zraka
Pomen pretoka zraka
Na čistočo čistega prostora pogosto vpliva pretok zraka. Z drugimi besedami, pretok zraka nadzoruje gibanje in širjenje prahu, ki ga ustvarjajo ljudje, strojni prostori, gradbene konstrukcije itd.
Čisti prostori uporabljajo HEPA in ULPA filtre za filtriranje zraka, stopnja zbiranja prahu pa znaša od 99,97 do 99,99995 %, zato lahko rečemo, da je zrak, ki ga filtrira ta filter, zelo čist. Vendar pa so v čistem prostoru poleg ljudi tudi viri prahu, kot so stroji. Ko se ta ustvarjeni prah razširi, je nemogoče vzdrževati čist prostor, zato je treba uporabiti pretok zraka za hitro odstranjevanje ustvarjenega prahu na prosto.
Vplivni dejavniki
Na pretok zraka v čistem prostoru vpliva veliko dejavnikov, kot so procesna oprema, osebje, materiali za montažo v čistem prostoru, svetila itd. Hkrati je treba upoštevati tudi točko preusmeritve pretoka zraka nad proizvodno opremo.
Točka preusmeritve zračnega toka na površini splošne operacijske mize ali proizvodne opreme mora biti postavljena na 2/3 razdalje med čistim prostorom in predelno steno. Na ta način lahko zračni tok med delovanjem operaterja teče iz notranjosti procesnega območja v operativno območje in odstranjuje prah; če je točka preusmeritve postavljena pred procesnim območjem, bo to povzročilo nepravilno preusmeritev zračnega toka. V tem primeru bo večina zračnega toka stekla v zadnji del procesnega območja, prah, ki ga povzroča operaterjevo delovanje, pa se bo prenesel na zadnji del opreme, kar bo onesnažilo delovno mizo in neizogibno zmanjšalo izkoristek.
Ovire, kot so delovne mize v čistih prostorih, bodo imele na stičišču vrtinčne tokove, čistoča v njihovi bližini pa bo relativno slaba. Vrtanje odprtine za povratni zrak na delovni mizi bo zmanjšalo pojav vrtinčnih tokov; pomembna dejavnika za to, ali pretok zraka postane pojav vrtinčnih tokov, sta tudi ustrezna izbira materialov za montažo in popolna postavitev opreme.
6. Sestava čiste sobe
Sestava čistega prostora je sestavljena iz naslednjih sistemov (nobeden od njih ni nepogrešljiv v molekulah sistema), sicer ne bo mogoče oblikovati popolnega in visokokakovostnega čistega prostora:
(1) Stropni sistem: vključno s stropno palico, I-nosilcem ali U-nosilcem, stropno mrežo ali stropnim okvirjem.
(2) Klimatska naprava: vključno z zračnim kabinom, filtrirnim sistemom, vetrnico itd.
(3) Pregradna stena: vključno z okni in vrati.
(4) Tla: vključno z dvignjenimi tlemi ali antistatičnimi tlemi.
(5) Svetilke: LED ravna svetilka za čiščenje.
Glavna konstrukcija čiste sobe je običajno izdelana iz jeklenih palic ali kostnega cementa, vendar ne glede na vrsto konstrukcije mora izpolnjevati naslednje pogoje:
A. Zaradi temperaturnih sprememb in vibracij ne bodo nastale razpoke;
B. Ni lahko proizvajati prašnih delcev in delci se težko pritrdijo;
C. Nizka higroskopičnost;
D. Za vzdrževanje vlažnosti v čistem prostoru mora biti toplotna izolacija visoka;
7. Razvrstitev po uporabi
Industrijska čista soba
Nadzor nad neživimi delci je predmet. Predvsem nadzoruje onesnaženje zraka s prašnimi delci, ki vstopajo v delovni predmet, in v notranjosti na splošno vzdržuje pozitiven tlak. Primeren je za industrijo preciznih strojev, elektronsko industrijo (polprevodniki, integrirana vezja itd.), letalsko in vesoljsko industrijo, visoko čiste kemične industrije, atomsko energetiko, industrijo optičnih in magnetnih izdelkov (proizvodnja CD-jev, filmov, trakov), LCD-jev (tekočekristalnega stekla), računalniških trdih diskov, proizvodnje računalniških glav in druge industrije.
Biološko čista soba
Predvsem nadzoruje onesnaženje delovnega predmeta z živimi delci (bakterijami) in neživimi delci (prahom). Lahko ga razdelimo na;
A. Splošna biološka čista soba: v glavnem nadzoruje onesnaženje z mikrobnimi (bakterijskimi) predmeti. Hkrati morajo biti njeni notranji materiali sposobni prenesti erozijo različnih sterilizacijskih sredstev, notranjost pa na splošno zagotavlja pozitiven tlak. V bistvu morajo biti notranji materiali sposobni prenesti različne sterilizacijske postopke industrijskih čistih sob. Primeri: farmacevtska industrija, bolnišnice (operacijske dvorane, sterilni oddelki), proizvodnja hrane, kozmetike, pijač, živalski laboratoriji, laboratoriji za fizikalna in kemijska testiranja, krvne postaje itd.
B. Biološko varnostna čista soba: predvsem nadzoruje onesnaževanje zunanjega sveta in ljudi z živimi delci delovnega objekta. Notranji tlak mora biti negativen glede na atmosfero. Primeri: bakteriologija, biologija, čisti laboratoriji, fizikalni inženiring (rekombinantni geni, priprava cepiv)
Čas objave: 7. februar 2025