1. Pembersihan partikel debu di ruang bersih bebas debu
Fungsi utama ruang bersih adalah untuk mengendalikan kebersihan, suhu, dan kelembapan atmosfer tempat produk (seperti kepingan silikon, dll.) terpapar, sehingga produk dapat diproduksi dan dibuat di ruang lingkungan yang baik. Kami menyebut ruang ini sebagai ruang bersih. Menurut praktik internasional, tingkat kebersihan terutama ditentukan oleh jumlah partikel per meter kubik udara dengan diameter lebih besar dari standar klasifikasi. Dengan kata lain, yang disebut bebas debu bukanlah 100% bebas debu, tetapi dikendalikan dalam unit yang sangat kecil. Tentu saja, partikel yang memenuhi standar debu dalam standar ini sudah sangat kecil dibandingkan dengan debu umum yang kita lihat, tetapi untuk struktur optik, bahkan sedikit debu akan memiliki dampak negatif yang sangat besar, sehingga bebas debu merupakan persyaratan yang tak terelakkan dalam produksi produk struktur optik.
Pengendalian jumlah partikel debu dengan ukuran partikel lebih besar atau sama dengan 0,5 mikron per meter kubik hingga kurang dari 3520/meter kubik akan mencapai kelas A standar bebas debu internasional. Standar bebas debu yang digunakan dalam produksi dan pemrosesan tingkat chip memiliki persyaratan debu yang lebih tinggi daripada kelas A, dan standar setinggi itu terutama digunakan dalam produksi beberapa chip tingkat tinggi. Jumlah partikel debu dikontrol secara ketat pada 35.200 per meter kubik, yang umumnya dikenal sebagai kelas B dalam industri ruang bersih.
2. Tiga jenis kondisi ruang bersih
Ruang bersih kosong: fasilitas ruang bersih yang telah dibangun dan dapat digunakan. Fasilitas ini memiliki semua layanan dan fungsi yang relevan. Namun, tidak ada peralatan yang dioperasikan oleh operator di fasilitas tersebut.
Ruang bersih statis: fasilitas ruang bersih dengan fungsi lengkap, pengaturan dan instalasi yang tepat, yang dapat digunakan sesuai pengaturan atau sedang digunakan, tetapi tidak ada operator di fasilitas tersebut.
Ruang bersih dinamis: ruang bersih yang digunakan secara normal, memiliki fungsi layanan, peralatan, dan personel yang lengkap; bila diperlukan, pekerjaan normal dapat dilaksanakan.
3. Item kontrol
(1). Dapat menghilangkan partikel debu yang beterbangan di udara.
(2). Dapat mencegah timbulnya partikel debu.
(3). Kontrol suhu dan kelembaban.
(4). Pengaturan tekanan.
(5). Penghapusan gas berbahaya.
(6). Kedap udara pada struktur dan kompartemen.
(7). Pencegahan listrik statis.
(8). Pencegahan interferensi elektromagnetik.
(9). Pertimbangan faktor keamanan.
(10). Pertimbangan penghematan energi.
4. Klasifikasi
Jenis aliran turbulen
Udara masuk ke ruang bersih dari kotak pendingin udara melalui saluran udara dan filter udara (HEPA) di ruang bersih, lalu dikembalikan melalui panel dinding partisi atau lantai yang ditinggikan di kedua sisi ruang bersih. Aliran udara tidak bergerak secara linear, melainkan menghadirkan kondisi turbulen atau pusaran yang tidak teratur. Tipe ini cocok untuk ruang bersih kelas 1.000-100.000.
Definisi: Ruang bersih di mana aliran udara mengalir pada kecepatan yang tidak merata dan tidak paralel, disertai dengan aliran balik atau arus eddy.
Prinsip: Ruang bersih turbulen mengandalkan aliran udara pasokan untuk terus mengencerkan udara dalam ruangan dan secara bertahap mengencerkan udara yang tercemar untuk mencapai kebersihan (ruang bersih turbulen umumnya dirancang pada tingkat kebersihan di atas 1.000 hingga 300.000).
Fitur: Ruang bersih turbulen mengandalkan beberapa ventilasi untuk mencapai tingkat kebersihan dan kejernihan. Jumlah pergantian ventilasi menentukan tingkat pemurnian dalam definisi (semakin banyak pergantian ventilasi, semakin tinggi tingkat kebersihannya).
(1) Waktu pemurnian diri: mengacu pada waktu ketika ruang bersih mulai memasok udara ke ruang bersih sesuai dengan nomor ventilasi yang dirancang dan konsentrasi debu di ruangan mencapai tingkat kebersihan yang dirancang kelas 1.000 diharapkan tidak lebih dari 20 menit (15 menit dapat digunakan untuk perhitungan) kelas 10.000 diharapkan tidak lebih dari 30 menit (25 menit dapat digunakan untuk perhitungan) kelas 100.000 diharapkan tidak lebih dari 40 menit (30 menit dapat digunakan untuk perhitungan)
(2) Frekuensi ventilasi (dirancang sesuai dengan persyaratan waktu pembersihan sendiri di atas) kelas 1.000: 43,5-55,3 kali/jam (standar: 50 kali/jam) kelas 10.000: 23,8-28,6 kali/jam (standar: 25 kali/jam) kelas 100.000: 14,4-19,2 kali/jam (standar: 15 kali/jam)
Keunggulan: struktur sederhana, biaya konstruksi sistem rendah, ruang bersih mudah diperluas, di beberapa tempat khusus, bangku bersih bebas debu dapat digunakan untuk meningkatkan mutu ruang bersih.
Kekurangan: partikel debu akibat turbulensi melayang di dalam ruangan dan sulit dibuang, sehingga dapat dengan mudah mencemari produk proses. Selain itu, jika sistem dihentikan lalu diaktifkan, seringkali membutuhkan waktu lama untuk mencapai tingkat kebersihan yang diinginkan.
Aliran laminar
Udara aliran laminar bergerak dalam garis lurus yang seragam. Udara memasuki ruangan melalui filter dengan tingkat cakupan 100% dan dikembalikan melalui lantai yang ditinggikan atau papan partisi di kedua sisinya. Jenis ini cocok digunakan di lingkungan ruang bersih dengan tingkat ruang bersih yang lebih tinggi, umumnya kelas 1-100. Terdapat dua jenis:
(1) Aliran laminar horizontal: Udara horizontal dihembuskan keluar dari filter dalam satu arah dan dikembalikan oleh sistem udara balik di dinding seberangnya. Debu dibuang ke luar ruangan dengan arah aliran udara. Umumnya, polusi lebih serius terjadi di sisi hilir.
Keuntungan: Struktur sederhana, dapat menjadi stabil dalam waktu singkat setelah operasi.
Kekurangan: Biaya konstruksi lebih tinggi daripada aliran turbulen, dan ruang dalam tidak mudah diperluas.
(2) Aliran laminar vertikal: Langit-langit ruangan sepenuhnya ditutupi filter ULPA, dan udara dihembuskan dari atas ke bawah, sehingga mencapai tingkat kebersihan yang lebih tinggi. Debu yang dihasilkan selama proses atau oleh staf dapat dengan cepat dibuang ke luar ruangan tanpa memengaruhi area kerja lainnya.
Keuntungan: Mudah dikelola, keadaan stabil dapat dicapai dalam waktu singkat setelah operasi dimulai, dan tidak mudah terpengaruh oleh keadaan operasi atau operator.
Kekurangan: Biaya konstruksi tinggi, sulit menggunakan ruang secara fleksibel, gantungan langit-langit memakan banyak tempat, dan sulit memperbaiki serta mengganti filter.
Tipe komposit
Tipe komposit adalah menggabungkan atau menggunakan tipe aliran turbulen dan tipe aliran laminar bersama-sama, yang dapat menyediakan udara lokal yang sangat bersih.
(1) Terowongan Bersih: Gunakan filter HEPA atau ULPA untuk menutupi 100% area proses atau area kerja untuk meningkatkan tingkat kebersihan di atas Kelas 10, yang dapat menghemat biaya pemasangan dan pengoperasian.
Jenis ini mengharuskan area kerja operator diisolasi dari produk dan perawatan mesin untuk menghindari gangguan pada pekerjaan dan kualitas selama perawatan mesin.
Terowongan bersih memiliki dua keuntungan lain: A. Mudah diperluas secara fleksibel; B. Perawatan peralatan dapat dengan mudah dilakukan di area perawatan.
(2) Tabung Bersih: Kelilingi dan bersihkan lini produksi otomatis yang dilalui aliran produk, dan tingkatkan tingkat kebersihan hingga di atas kelas 100. Karena produk, operator, dan lingkungan penghasil debu terisolasi satu sama lain, pasokan udara dalam jumlah kecil dapat mencapai kebersihan yang baik, yang dapat menghemat energi dan paling cocok untuk lini produksi otomatis yang tidak memerlukan tenaga kerja manual. Hal ini berlaku untuk industri farmasi, makanan, dan semikonduktor.
(3) Clean Spot: Tingkat kebersihan area proses produk di ruang bersih turbulen dengan level ruang bersih 10.000~100.000 ditingkatkan menjadi 10~1000 atau lebih untuk tujuan produksi; meja kerja bersih, gudang bersih, ruang bersih prefabrikasi, dan lemari pakaian bersih termasuk dalam kategori ini.
Bangku bersih: kelas 1~100.
Bilik bersih: Ruang kecil yang dikelilingi kain plastik transparan antistatis di ruang bersih turbulen. Bilik ini menggunakan HEPA atau ULPA independen dan unit pendingin udara untuk menjadi ruang bersih yang lebih tinggi, dengan ketinggian 10-1000 kaki, tinggi sekitar 2,5 meter, dan luas area sekitar 10 m² atau kurang. Bilik ini memiliki empat pilar dan dilengkapi roda yang dapat digerakkan untuk penggunaan yang fleksibel.
5. Aliran Udara
Pentingnya Aliran Udara
Kebersihan ruang bersih seringkali dipengaruhi oleh aliran udara. Dengan kata lain, pergerakan dan penyebaran debu yang dihasilkan oleh manusia, ruang mesin, struktur bangunan, dll., dikendalikan oleh aliran udara.
Ruang bersih menggunakan filter HEPA dan ULPA untuk menyaring udara, dan tingkat penyerapan debunya mencapai 99,97~99,99995%, sehingga udara yang disaring oleh filter ini dapat dikatakan sangat bersih. Namun, selain manusia, terdapat juga sumber debu seperti mesin di dalam ruang bersih. Setelah debu yang dihasilkan menyebar, mustahil untuk menjaga kebersihan ruangan, sehingga aliran udara harus dimanfaatkan untuk segera membuang debu yang dihasilkan ke luar ruangan.
Faktor-faktor yang Mempengaruhi
Ada banyak faktor yang memengaruhi aliran udara di ruang bersih, seperti peralatan proses, personel, material perakitan ruang bersih, perlengkapan pencahayaan, dan sebagainya. Selain itu, titik pengalihan aliran udara di atas peralatan produksi juga perlu dipertimbangkan.
Titik pengalihan aliran udara pada permukaan meja operasi umum atau peralatan produksi sebaiknya diatur pada 2/3 jarak antara ruang bersih dan papan partisi. Dengan demikian, saat operator bekerja, aliran udara dapat mengalir dari dalam area proses ke area operasi dan membersihkan debu. Jika titik pengalihan diatur di depan area proses, hal ini akan menjadi pengalihan aliran udara yang tidak semestinya. Pada saat ini, sebagian besar aliran udara akan mengalir ke bagian belakang area proses, dan debu akibat operasi operator akan terbawa ke bagian belakang peralatan, sehingga meja kerja akan terkontaminasi, dan hasil produksi pasti akan menurun.
Rintangan seperti meja kerja di ruang bersih akan memiliki arus eddy di persimpangannya, dan kebersihan di sekitarnya akan relatif buruk. Pengeboran lubang udara balik pada meja kerja akan meminimalkan fenomena arus eddy; pemilihan material perakitan yang tepat dan tata letak peralatan yang sempurna juga merupakan faktor penting yang menentukan apakah aliran udara menjadi fenomena arus eddy.
6. Komposisi ruang bersih
Komposisi ruang bersih tersusun atas sistem-sistem berikut (yang mana tidak satupun merupakan molekul yang tak terpisahkan dalam sistem), jika tidak maka tidak akan mungkin terbentuk ruang bersih yang lengkap dan bermutu tinggi:
(1) Sistem plafon: termasuk batang plafon, balok I atau balok U, rangka plafon atau rangka plafon.
(2) Sistem pendingin udara: termasuk kabin udara, sistem filter, kincir angin, dll.
(3) Dinding partisi: termasuk jendela dan pintu.
(4) Lantai: termasuk lantai yang ditinggikan atau lantai anti-statis.
(5) Perlengkapan pencahayaan: lampu datar pemurnian LED.
Struktur utama ruang bersih umumnya terbuat dari batang baja atau semen tulang, tetapi apa pun jenis strukturnya, harus memenuhi kondisi berikut:
A. Tidak akan terjadi keretakan akibat perubahan suhu dan getaran;
B. Tidak mudah menghasilkan partikel debu, dan sulit bagi partikel untuk menempel;
C. Higroskopisitas rendah;
D. Untuk menjaga kondisi kelembaban di ruang bersih, isolasi termal harus tinggi;
7. Klasifikasi berdasarkan penggunaan
Ruang bersih industri
Pengendalian partikel mati adalah objeknya. Pengendalian ini terutama mengendalikan polusi partikel debu udara ke objek kerja, dan interiornya umumnya mempertahankan kondisi tekanan positif. Cocok untuk industri permesinan presisi, industri elektronik (semikonduktor, sirkuit terpadu, dll.), industri kedirgantaraan, industri kimia kemurnian tinggi, industri energi atom, industri produk optik dan magnetik (produksi CD, film, pita), LCD (kaca kristal cair), hard disk komputer, produksi kepala komputer, dan industri lainnya.
Ruang bersih biologis
Terutama mengendalikan pencemaran partikel hidup (bakteri) dan partikel mati (debu) pada benda kerja. Dapat dibagi menjadi:
A. Ruang bersih biologis umum: terutama mengendalikan kontaminasi benda-benda mikroba (bakteri). Pada saat yang sama, material internalnya harus mampu menahan erosi berbagai agen sterilisasi, dan interiornya umumnya menjamin tekanan positif. Pada dasarnya, material internal harus mampu menahan berbagai perlakuan sterilisasi ruang bersih industri. Contoh: industri farmasi, rumah sakit (ruang operasi, bangsal steril), makanan, kosmetik, produksi produk minuman, laboratorium hewan, laboratorium pengujian fisik dan kimia, stasiun darah, dll.
B. Ruang bersih keselamatan biologis: terutama mengendalikan pencemaran partikel hidup dari benda kerja terhadap dunia luar dan manusia. Tekanan internal harus dijaga agar tetap negatif terhadap atmosfer. Contoh: bakteriologi, biologi, laboratorium bersih, rekayasa fisika (gen rekombinan, persiapan vaksin)
Waktu posting: 07-Feb-2025