تحليل تكنولوجيا هندسة الغرف النظيفة

1. إزالة جزيئات الغبار في غرفة نظيفة خالية من الغبار

تتمثل الوظيفة الرئيسية للغرفة النظيفة في التحكم في النظافة ودرجة حرارة ورطوبة الجو الذي تتعرض فيه المنتجات (مثل رقائق السيليكون ، وما إلى ذلك) ، بحيث يمكن إنتاج المنتجات وتصنيعها في مساحة بيئة جيدة. نسمي هذه المساحة كغرفة نظيفة. وفقًا للممارسة الدولية ، يتم تحديد مستوى النظافة بشكل أساسي بعدد الجزيئات لكل متر مكعب من الهواء بقطر أكبر من معيار التصنيف. وبعبارة أخرى ، فإن ما يسمى خالية من الغبار ليس خاليًا من الغبار بنسبة 100 ٪ ، ولكن يتم التحكم فيه في وحدة صغيرة جدًا. بالطبع ، فإن الجسيمات التي تلبي معيار الغبار في هذا المعيار صغير جدًا بالفعل مقارنة بالغبار الشائع الذي نراه ، ولكن بالنسبة للهياكل البصرية ، فإن القليل من الغبار سيكون له تأثير سلبي كبير جدًا ، لذلك خالٍ من الغبار هو مطلب لا مفر منه في إنتاج منتجات الهيكل البصري.

السيطرة على عدد جزيئات الغبار بحجم جسيم أكبر من أو يساوي 0.5 ميكرون لكل متر مكعب إلى أقل من 3520/متر مكعب سيصل إلى الفئة A من المعيار الدولي الخالي من الغبار. يحتوي المعيار الخالي من الغبار المستخدم في إنتاج ومعالجة مستوى الرقائق على متطلبات أعلى للغبار من الفئة A ، ويستخدم هذا المعيار العالي بشكل أساسي في إنتاج بعض الرقائق ذات المستوى الأعلى. يتم التحكم في عدد جزيئات الغبار بشكل صارم عند 35200 لكل متر مكعب ، والذي يُعرف عادة باسم الفئة B في صناعة الغرفة النظيفة.

2. ثلاثة أنواع من حالات الغرف النظيفة

غرفة نظيفة فارغة: منشأة غرفة نظيفة تم بناؤها ويمكن استخدامها. لديها جميع الخدمات والوظائف ذات الصلة. ومع ذلك ، لا توجد معدات تديرها المشغلين في المنشأة.

غرفة نظيفة ثابتة: مرفق غرفة نظيفة مع وظائف كاملة ، والإعدادات المناسبة والتركيب ، والتي يمكن استخدامها وفقًا للإعدادات أو قيد الاستخدام ، ولكن لا يوجد عوامل في المنشأة.

غرفة نظيفة ديناميكية: غرفة نظيفة في الاستخدام العادي ، مع وظائف الخدمة الكاملة والمعدات والموظفين ؛ إذا لزم الأمر ، يمكن تنفيذ العمل العادي.

3. عناصر التحكم

(1). يمكن إزالة جزيئات الغبار العائمة في الهواء.

(2). يمكن أن تمنع توليد جزيئات الغبار.

(3). السيطرة على درجة الحرارة والرطوبة.

(4). تنظيم الضغط.

(5). القضاء على الغازات الضارة.

(6). ضيقة الهواء من الهياكل والمقصورات.

(7). الوقاية من الكهرباء الساكنة.

(8). الوقاية من التدخل الكهرومغناطيسي.

(9). النظر في عوامل السلامة.

(10). النظر في توفير الطاقة.

4. التصنيف

نوع التدفق المضطرب

يدخل الهواء إلى الغرفة النظيفة من صندوق تكييف الهواء عبر قناة الهواء ومرشح الهواء (HEPA) في غرفة نظيفة ، ويتم إرجاعه من ألواح جدار التقسيم أو الأرضيات المرتفعة على جانبي الغرفة النظيفة. لا يتحرك تدفق الهواء بطريقة خطية ولكنه يقدم حالة مضطربة أو دوامة غير منتظمة. هذا النوع مناسب للغرفة النظيفة من الفئة 1،000-100،000.

التعريف: غرفة نظيفة حيث يتدفق تدفق الهواء بسرعة غير مستوية وليست موازية ، مصحوبة بالتدفق الخلفي أو تيار الدوامة.

المبدأ: تعتمد الغرف النظيفة المضطربة على تدفق الهواء لتزويد الهواء لتخفيف الهواء الداخلي بشكل مستمر وتخفيف الهواء الملوث تدريجياً لتحقيق النظافة (يتم تصميم الغرف النظيفة المضطربة بشكل عام بمستويات النظافة التي تتجاوز 1000 إلى 300000).

الميزات: تعتمد غرف نظيفة مضطربة على تهوية متعددة لتحقيق مستويات النظافة والنظافة. يحدد عدد تغييرات التهوية مستوى التنقية في التعريف (كلما زادت تغيرات التهوية ، كلما ارتفع مستوى النظافة)

(1) وقت التنقيب الذاتي: يشير إلى الوقت الذي تبدأ فيه الغرفة النظيفة في تزويد الهواء إلى الغرفة النظيفة وفقًا لرقم التهوية المصمم ويصل تركيز الغبار في الغرفة إلى مستوى النظافة المصمم 1000 من المتوقع أن لا تزيد عن 30 دقيقة (يمكن استخدام 25 دقيقة (يمكن استخدام 15 دقيقة للحساب) حساب)

(2) تردد التهوية (المصمم وفقًا لمتطلبات وقت التنظيف الذاتي أعلاه) الفئة 1000: 43.5-55.3 مرة/ساعة (قياسية: 50 مرة/ساعة) الفئة 10000: 23.8-28.6 مرة/ساعة (قياسية: 25 مرة/ساعة ) الفئة 100000: 14.4-19.2 مرة/ساعة (معيار: 15 مرة/ساعة)

المزايا: هيكل بسيط ، تكلفة بناء النظام المنخفضة ، سهلة توسيع الغرفة النظيفة ، في بعض أماكن الأغراض الخاصة ، يمكن استخدام مقعد نظيف خالي من الغبار لتحسين درجة الغرفة النظيفة.

العيوب: جزيئات الغبار الناتجة عن الاضطراب في الفضاء الداخلي ويصعب تصريفها ، والتي يمكن أن تلوث المنتجات العملية بسهولة. بالإضافة إلى ذلك ، إذا تم إيقاف النظام ثم يتم تنشيطه ، فغالبًا ما يستغرق الأمر وقتًا طويلاً لتحقيق النظافة المطلوبة.

تدفق الصفحي

يتحرك هواء التدفق الصفحي في خط مستقيم موحد. يدخل الهواء إلى الغرفة من خلال مرشح بمعدل تغطية بنسبة 100 ٪ ويتم إرجاعه عبر الطابق المرتفع أو لوحات التقسيم على كلا الجانبين. هذا النوع مناسب للاستخدام في بيئات الغرفة النظيفة مع درجات غرفة نظيفة أعلى ، بشكل عام من الفئة 1 ~ 100. هناك نوعان:

(1) تدفق الصفحي الأفقي: يتم تفجير الهواء الأفقي من المرشح في اتجاه واحد ويتم إرجاعه بواسطة نظام الهواء الإرجاع على الجدار المقابل. يتم تفريغ الغبار في الهواء الطلق مع اتجاه الهواء. بشكل عام ، يكون التلوث أكثر خطورة على الجانب المصب.

المزايا: بنية بسيطة ، يمكن أن تصبح مستقرة في وقت قصير بعد العملية.

العيوب: تكلفة البناء أعلى من التدفق المضطرب ، والمساحة الداخلية ليس من السهل توسيعها.

(2) تدفق الصفحي العمودي: سقف الغرفة مغطى بالكامل بفلاتر ULPA ، ويتم تفجير الهواء من أعلى إلى أسفل ، مما يمكن أن يحقق نظافة أعلى. يمكن تفريغ الغبار الناتج أثناء العملية أو من قبل الموظفين بسرعة في الهواء الطلق دون التأثير على مجالات العمل الأخرى.

المزايا: يمكن تحقيق حالة سهلة الإدارة ، في غضون فترة زمنية قصيرة بعد بدء العملية ، ولا تتأثر بسهولة بحالة التشغيل أو المشغلين.

العيوب: تكلفة البناء المرتفعة ، ويصعب استخدام المساحة بمرونة ، وتشغل شماعات السقف مساحة كبيرة ، ومزعجة لإصلاح المرشحات واستبدالها.

نوع مركب

النوع المركب هو الجمع بين أو استخدام نوع التدفق المضطرب ونوع التدفق الصفحي معًا ، والذي يمكن أن يوفر الهواء المحلي النظيف للغاية.

(1) نفق نظيف: استخدم مرشحات HEPA أو ULPA لتغطية 100 ٪ من مساحة العملية أو منطقة العمل لزيادة مستوى النظافة إلى الفئة 10 ، والتي يمكن أن توفر تكاليف التثبيت والتشغيل.

يتطلب هذا النوع عزل منطقة عمل المشغل عن صيانة المنتج والآلة لتجنب التأثير على العمل والجودة أثناء صيانة الماكينة.

الأنفاق النظيفة لها مزايزان أخريان: A. من السهل التوسع بمرونة ؛ يمكن إجراء صيانة المعدات بسهولة في منطقة الصيانة.

(2) أنبوب نظيف: المحيط وتنقية خط الإنتاج التلقائي الذي يمر من خلاله تدفق المنتج ، وزيادة مستوى النظافة إلى الفئة 100 أعلى. يمكن أن يحقق إمدادات الهواء نظافة جيدة ، والتي يمكن أن توفر الطاقة وهي أكثر ملاءمة لخطوط الإنتاج الآلية التي لا تتطلب عمالة يدوية. ينطبق على الصناعات الصيدلانية والأغذية وشبكيات الموصلات.

(3) بقعة نظيفة: يتم زيادة مستوى النظافة في منطقة عملية المنتج في الغرفة النظيفة المضطربة مع مستوى غرفة نظيفة قدره 10000 ~ 100،000 إلى 10 ~ 1000 أو أعلى لأغراض الإنتاج ؛ تنتمي منضدة العمل النظيفة ، وسكائر نظيفة ، وغرف نظيفة مسبقة الصنع ، وخزائن نظيفة إلى هذه الفئة.

مقعد نظيف: الفئة 1 ~ 100.

كشك نظيف: مساحة صغيرة محاطة بقطعة قماش بلاستيكية شفافة مضادة للشفاء في مساحة غرفة نظيفة مضطربة ، باستخدام وحدات HEPA أو ULPA المستقلة وتكييف الهواء لتصبح مساحة نظيفة ذات مستوى أعلى ، بمستوى 10 ~ 1000 ، على ارتفاع حوالي 10 إلى 1000 2.5 متر ، ومنطقة تغطية تبلغ حوالي 10 أمتار مربعات أو أقل. لديها أربعة أعمدة ومجهزة بعجلات متحركة للاستخدام المرن.

5. تدفق تدفق الهواء

أهمية تدفق الهواء

غالبًا ما تتأثر نظافة غرفة نظيفة بتدفق الهواء. وبعبارة أخرى ، يتم التحكم في حركة الغبار الناتجة عن الغبار الناتجة عن الأشخاص ، ومقصورات الماكينة ، وهياكل البناء ، وما إلى ذلك عن طريق تدفق الهواء.

تستخدم الغرفة النظيفة HEPA و ULPA لتصفية الهواء ، ومعدل جمع الغبار الخاص به يصل إلى 99.97 ~ 99.9995 ٪ ، لذلك يمكن القول أن الهواء الذي تم ترشيحه بواسطة هذا المرشح نظيف للغاية. ومع ذلك ، بالإضافة إلى الأشخاص ، هناك أيضًا مصادر غبار مثل الآلات في الغرفة النظيفة. بمجرد انتشار هذه الغبار المولدة ، من المستحيل الحفاظ على مساحة نظيفة ، لذلك يجب استخدام تدفق الهواء لتصريف الغبار الناتج في الهواء الطلق بسرعة.

عوامل التأثير

هناك العديد من العوامل التي تؤثر على تدفق الهواء في غرفة نظيفة ، مثل معدات العمليات ، الموظفين ، مواد تجميع الغرفة النظيفة ، تجهيزات الإضاءة ، إلخ. في الوقت نفسه ، يجب أيضًا نقل نقطة تحويل تدفق الهواء فوق معدات الإنتاج اعتبار.

يجب تعيين نقطة تحويل تدفق الهواء على سطح جدول التشغيل العام أو معدات الإنتاج عند 2/3 من المسافة بين مساحة الغرفة النظيفة ولوحة التقسيم. وبهذه الطريقة ، عندما يعمل المشغل ، يمكن أن يتدفق تدفق الهواء من داخل منطقة العملية إلى منطقة التشغيل ويسلب الغبار ؛ إذا تم تكوين نقطة التحويل أمام منطقة العملية ، فستصبح تحويل تدفق الهواء غير لائق. في هذا الوقت ، سوف يتدفق معظم تدفق الهواء إلى الجزء الخلفي من منطقة العملية ، وسيتم نقل الغبار الناجم عن تشغيل المشغل إلى الجزء الخلفي من المعدات ، وسيتم تلوث المنضدة ، وسيقل العائد حتماً.

ستكون العقبات مثل طاولات العمل في الغرف النظيفة تيارات دوامة عند التقاطع ، وستكون النظافة القريبة منها سيئة نسبيًا. سيؤدي حفر فتحة الهواء الإرجاع على طاولة العمل إلى تقليل ظاهرة التيار الدوامة ؛ ما إذا كان اختيار مواد التجميع مناسبًا وما إذا كان تخطيط المعدات مثاليًا ، فهو أيضًا عوامل مهمة حول ما إذا كان تدفق الهواء يصبح ظاهرة تيار دوامة.

6. تكوين غرفة نظيفة

يتكون تكوين الغرفة النظيفة من الأنظمة التالية (لا شيء لا غنى عنه في جزيئات النظام) ، وإلا فلن يكون من الممكن تشكيل غرفة نظيفة كاملة وعالية الجودة:

(1) نظام السقف: بما في ذلك قضيب السقف ، I-beam أو u-beam ، شبكة السقف أو إطار السقف.

(2) نظام تكييف الهواء: بما في ذلك كابينة الهواء ، ونظام التصفية ، طاحونة ، إلخ.

(3) الجدار القسم: بما في ذلك النوافذ والأبواب.

(4) الأرضية: بما في ذلك الأرضية المرتفعة أو الأرضية المضادة للثبات.

(5) تجهيزات الإضاءة: مصباح مسطح تنقية LED.

البنية الرئيسية للغرفة النظيفة مصنوعة بشكل عام من قضبان الصلب أو أسمنت العظام ، ولكن بغض النظر عن نوع الهيكل ، يجب أن تفي بالشروط التالية:

لن تحدث أي شقوق بسبب التغيرات في درجة الحرارة والاهتزازات ؛

ب. ليس من السهل إنتاج جزيئات الغبار ، ومن الصعب على الجزيئات إرفاقها ؛

جيم منخفض الرطوبة.

من أجل الحفاظ على ظروف الرطوبة في الغرفة النظيفة ، يجب أن يكون العزل الحراري مرتفعًا ؛

7. التصنيف عن طريق الاستخدام

غرفة نظيفة صناعية

السيطرة على الجزيئات غير الحية هو الكائن. إنه يتحكم بشكل أساسي في تلوث جزيئات غبار الهواء لكائن العمل ، ويحافظ الداخلية عمومًا على حالة ضغط إيجابية. وهي مناسبة لصناعة الآلات الدقيقة ، وصناعة الإلكترونيات (أشباه الموصلات ، والدوائر المتكاملة ، وما إلى ذلك) ، صناعة الطيران ، صناعة المواد الكيميائية العالية ، صناعة الطاقة الذرية ، صناعة المنتجات البصرية والمغناطيسية (CD ، فيلم ، إنتاج الشريط) LCD (كريستال السائل الزجاج) ، قرص الكمبيوتر الصلب ، إنتاج رأس الكمبيوتر وغيرها من الصناعات.

غرفة نظيفة بيولوجية

يتحكم بشكل أساسي في تلوث جزيئات الحية (البكتيريا) والجزيئات غير الحية (الغبار) إلى كائن العمل. يمكن تقسيمها إلى ؛

أ. في الوقت نفسه ، يجب أن تكون موادها الداخلية قادرة على تحمل تآكل عوامل التعقيم المختلفة ، ويضمن المناطق الداخلية عمومًا الضغط الإيجابي. في الأساس ، يجب أن تكون المواد الداخلية قادرة على تحمل العديد من علاجات التعقيم المختلفة للغرفة النظيفة الصناعية. أمثلة: صناعة الأدوية ، المستشفيات (غرف العمليات ، الأجنحة المعقمة) ، الغذاء ، مستحضرات التجميل ، إنتاج منتجات المشروبات ، مختبرات الحيوانات ، مختبرات الاختبار الفيزيائي والكيميائي ، محطات الدم ، إلخ.

B. غرفة نظيفة السلامة البيولوجية: تتحكم بشكل رئيسي في تلوث جزيئات الحية في كائن العمل إلى العالم الخارجي والناس. يجب الحفاظ على الضغط الداخلي السلبي مع الغلاف الجوي. أمثلة: علم الجراثيم ، علم الأحياء ، المختبرات النظيفة ، الهندسة البدنية (الجينات المؤتلف ، تحضير اللقاح)