1. Penghilangan partikel debu di ruang bersih bebas debu
Fungsi utama ruang bersih adalah untuk mengontrol kebersihan, suhu, dan kelembapan atmosfer tempat produk (seperti chip silikon, dll.) terpapar, sehingga produk dapat diproduksi dan dibuat dalam lingkungan yang baik. Ruang ini disebut 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 terkontrol dalam unit yang sangat kecil. Tentu saja, partikel yang memenuhi standar debu dalam standar ini sudah sangat kecil dibandingkan dengan debu biasa yang kita lihat, tetapi untuk struktur optik, bahkan sedikit debu akan berdampak negatif yang sangat besar, sehingga bebas debu merupakan persyaratan yang tak terhindarkan dalam produksi produk struktur optik.
Mengontrol 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 dari 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 tinggi tersebut 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 dalam 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 dalam fasilitas tersebut.
Ruang bersih dinamis: ruang bersih yang digunakan secara normal, dengan fungsi layanan, peralatan, dan personel yang lengkap; jika perlu, pekerjaan normal dapat dilakukan.
3. Item kontrol
(1). Dapat menghilangkan partikel debu yang melayang di udara.
(2). Dapat mencegah terbentuknya partikel debu.
(3). Pengendalian suhu dan kelembaban.
(4). Pengaturan tekanan.
(5). Penghilangan gas berbahaya.
(6). Kekedapan udara pada struktur dan kompartemen.
(7). Pencegahan listrik statis.
(8). Pencegahan gangguan 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, dan dikembalikan dari panel dinding partisi atau lantai yang ditinggikan di kedua sisi ruang bersih. Aliran udara tidak bergerak secara linier tetapi menunjukkan keadaan turbulen atau pusaran yang tidak teratur. Jenis ini cocok untuk ruang bersih kelas 1.000-100.000.
Definisi: Ruang bersih di mana aliran udara mengalir dengan kecepatan tidak merata dan tidak sejajar, disertai aliran balik atau arus pusaran.
Prinsip: Ruang bersih turbulen mengandalkan aliran udara pasokan untuk terus menerus 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 ventilasi ganda untuk mencapai tingkat kebersihan yang optimal. 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 jumlah ventilasi yang dirancang dan konsentrasi debu di dalam 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 mandiri 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, mudah untuk memperluas ruang bersih, di beberapa tempat dengan tujuan khusus, meja bersih bebas debu dapat digunakan untuk meningkatkan kualitas ruang bersih.
Kekurangan: partikel debu yang disebabkan oleh turbulensi melayang di ruang dalam ruangan dan sulit dibuang, yang dapat dengan mudah mencemari produk proses. Selain itu, jika sistem dihentikan dan kemudian diaktifkan kembali, seringkali dibutuhkan waktu lama untuk mencapai kebersihan yang dibutuhkan.
Aliran laminar
Aliran udara laminar bergerak dalam garis lurus yang seragam. Udara masuk ke ruangan melalui filter dengan tingkat cakupan 100% dan dikembalikan melalui lantai yang ditinggikan atau papan partisi di kedua sisi. Jenis ini cocok untuk digunakan di lingkungan ruang bersih dengan tingkatan ruang bersih yang lebih tinggi, umumnya kelas 1~100. Ada dua jenis:
(1) Aliran laminar horizontal: Udara horizontal ditiup keluar dari filter dalam satu arah dan dikembalikan oleh sistem udara balik di dinding yang berlawanan. Debu dibuang ke luar ruangan dengan arah udara. Umumnya, polusi lebih serius di sisi hilir.
Keunggulan: Struktur sederhana, dapat stabil dalam waktu singkat setelah beroperasi.
Kekurangan: Biaya konstruksi lebih tinggi daripada aliran turbulen, dan ruang dalam ruangan tidak mudah diperluas.
(2) Aliran laminar vertikal: Langit-langit ruangan sepenuhnya ditutupi dengan filter ULPA, dan udara ditiup dari atas ke bawah, yang dapat mencapai kebersihan yang lebih tinggi. Debu yang dihasilkan selama proses atau oleh staf dapat dengan cepat dibuang ke luar tanpa memengaruhi area kerja lainnya.
Keunggulan: Mudah dikelola, kondisi stabil dapat dicapai dalam waktu singkat setelah pengoperasian dimulai, dan tidak mudah terpengaruh oleh kondisi pengoperasian atau operator.
Kekurangan: Biaya konstruksi tinggi, sulit untuk menggunakan ruang secara fleksibel, gantungan langit-langit memakan banyak ruang, dan merepotkan untuk memperbaiki dan mengganti filter.
Tipe komposit
Tipe komposit adalah menggabungkan atau menggunakan tipe aliran turbulen dan tipe aliran laminar secara bersamaan, yang dapat menghasilkan udara ultra-bersih lokal.
(1) Terowongan Bersih: Gunakan filter HEPA atau ULPA untuk menutupi 100% area proses atau area kerja untuk meningkatkan tingkat kebersihan hingga di atas Kelas 10, yang dapat menghemat biaya instalasi dan pengoperasian.
Jenis ini mengharuskan area kerja operator diisolasi dari produk dan perawatan mesin untuk menghindari gangguan terhadap pekerjaan dan kualitas selama perawatan mesin.
Terowongan bersih memiliki dua keunggulan lain: A. Mudah diperluas secara fleksibel; B. Perawatan peralatan dapat dilakukan dengan mudah di area perawatan.
(2) Tabung Bersih: Mengelilingi dan memurnikan jalur produksi otomatis yang dilalui aliran produk, dan meningkatkan 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 jalur produksi otomatis yang tidak memerlukan tenaga kerja manual. Ini berlaku untuk industri farmasi, makanan, dan semikonduktor.
(3) Area Bersih: Tingkat kebersihan area proses produk di ruang bersih turbulen dengan tingkat 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.
Meja kerja bersih: kelas 1~100.
Ruang bersih: Sebuah ruang kecil yang dikelilingi oleh kain plastik transparan anti-statis di ruang bersih yang bergejolak, menggunakan unit HEPA atau ULPA dan pendingin udara independen untuk menjadi ruang bersih tingkat tinggi, dengan ketinggian 10~1000 meter, tinggi sekitar 2,5 meter, dan luas area sekitar 10m2 atau kurang. Ruang ini memiliki empat pilar dan dilengkapi dengan roda yang dapat dipindahkan 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, kompartemen mesin, struktur bangunan, dan lain-lain dikendalikan oleh aliran udara.
Ruang bersih menggunakan filter HEPA dan ULPA untuk menyaring udara, dan tingkat pengumpulan debunya mencapai 99,97~99,99995%, sehingga udara yang disaring oleh filter ini dapat dikatakan sangat bersih. Namun, selain manusia, ada juga sumber debu seperti mesin di dalam ruang bersih. Begitu debu yang dihasilkan menyebar, mustahil untuk mempertahankan ruang yang bersih, sehingga aliran udara harus digunakan untuk membuang debu yang dihasilkan ke luar ruangan dengan cepat.
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 lain-lain. Pada saat yang sama, titik pengalihan aliran udara di atas peralatan produksi juga perlu dipertimbangkan.
Titik pengalihan aliran udara pada permukaan meja operasi umum atau peralatan produksi harus diatur pada 2/3 jarak antara ruang bersih dan papan partisi. Dengan cara ini, ketika operator bekerja, aliran udara dapat mengalir dari dalam area proses ke area operasi dan membawa debu; jika titik pengalihan dikonfigurasi di depan area proses, itu akan menjadi pengalihan aliran udara yang tidak tepat. Pada saat ini, sebagian besar aliran udara akan mengalir ke belakang area proses, dan debu yang disebabkan oleh operasi operator akan terbawa ke belakang peralatan, dan meja kerja akan terkontaminasi, dan hasil produksi pasti akan menurun.
Hambatan seperti meja kerja di ruang bersih akan menimbulkan arus pusaran di persimpangannya, dan kebersihan di dekatnya akan relatif buruk. Mengebor lubang udara balik pada meja kerja akan meminimalkan fenomena arus pusaran; apakah pemilihan material perakitan tepat dan apakah tata letak peralatan sempurna juga merupakan faktor penting apakah aliran udara menjadi fenomena arus pusaran.
6. Komposisi ruang bersih
Komposisi ruang bersih terdiri dari sistem-sistem berikut (tidak satu pun yang mutlak diperlukan dalam molekul sistem), jika tidak, maka tidak mungkin untuk membentuk ruang bersih yang lengkap dan berkualitas tinggi:
(1) Sistem langit-langit: termasuk batang langit-langit, balok I atau balok U, kisi langit-langit atau rangka langit-langit.
(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 penerangan: 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 retakan akibat perubahan suhu dan getaran;
B. Tidak mudah menghasilkan partikel debu, dan partikel tersebut sulit menempel;
C. Higroskopisitas rendah;
D. Untuk menjaga kondisi kelembapan di ruang bersih, isolasi termal harus tinggi;
7. Klasifikasi berdasarkan penggunaan
Ruang bersih industri
Tujuan utamanya adalah untuk mengendalikan partikel mati. Fungsinya terutama untuk mengendalikan polusi partikel debu udara terhadap objek kerja, dan bagian dalamnya umumnya mempertahankan kondisi tekanan positif. Alat ini cocok untuk industri mesin 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 berfungsi untuk mengendalikan polusi partikel hidup (bakteri) dan partikel mati (debu) pada objek kerja. Dapat dibagi menjadi;
A. Ruang bersih biologis umum: terutama mengendalikan kontaminasi objek mikroba (bakteri). Pada saat yang sama, material internalnya harus mampu menahan erosi berbagai zat sterilisasi, dan bagian dalamnya umumnya menjamin tekanan positif. Pada intinya, material internal harus mampu menahan berbagai perlakuan sterilisasi ruang bersih industri. Contoh: industri farmasi, rumah sakit (ruang operasi, ruang steril), produksi makanan, kosmetik, minuman, laboratorium hewan, laboratorium pengujian fisik dan kimia, stasiun darah, dll.
B. Ruang bersih keamanan biologis: terutama mengendalikan polusi partikel hidup dari objek kerja ke dunia luar dan manusia. Tekanan internal harus dijaga negatif terhadap atmosfer. Contoh: bakteriologi, biologi, laboratorium bersih, teknik fisika (gen rekombinan, pembuatan vaksin)
Waktu posting: 07 Februari 2025