Las fuentes de partículas se dividen en inorgánicas, orgánicas y biológicas. En el cuerpo humano, pueden provocar enfermedades respiratorias y pulmonares, así como alergias e infecciones virales. En los chips de silicio, la adhesión de partículas de polvo causa deformaciones o cortocircuitos en los circuitos integrados, lo que provoca la pérdida de su funcionalidad. Por ello, el control de las fuentes de microcontaminación se ha convertido en un aspecto fundamental de la gestión de salas blancas.
La importancia del control ambiental en salas blancas radica en garantizar que las condiciones ambientales del proceso de producción cumplan con estándares de limpieza específicos, lo cual es crucial para muchas industrias. A continuación, se detalla la importancia y la función específica del control ambiental en salas blancas:
1. Garantizar la calidad del producto
1.1 Prevención de la contaminación: En industrias como la de semiconductores, la farmacéutica y la de equipos médicos, las partículas contaminantes pueden provocar defectos o fallos en los productos. Controlando la calidad del aire y la concentración de partículas en la sala blanca, se puede evitar eficazmente que estos contaminantes afecten al producto.
Además de la inversión inicial en equipos, el mantenimiento y control de la limpieza de las salas blancas requiere un buen sistema de gestión de software. Los operarios tienen el mayor impacto en la limpieza de la sala. Al entrar, el polvo aumenta significativamente. El tránsito constante de personas deteriora la limpieza de inmediato. Se observa que la principal causa del deterioro de la limpieza son los factores humanos.
1.2 Consistencia: El ambiente de sala limpia ayuda a mantener la consistencia y repetibilidad del proceso de producción, garantizando así una calidad estable del producto.
En cuanto al sustrato de vidrio, la adhesión de partículas de polvo provoca rayaduras, cortocircuitos, burbujas y otros problemas de calidad que conllevan su desecho. Por lo tanto, el control de las fuentes de contaminación se ha convertido en un aspecto fundamental de la gestión de salas blancas.
Intrusión y prevención de polvo externo
La sala blanca debe mantener una presión positiva adecuada (superior a 0,5 mmHg), realizar una correcta preparación previa para garantizar la ausencia de fugas de aire y limpiar y desinfectar al personal, los equipos, las materias primas, las herramientas, los consumibles, etc., antes de introducirlos en la sala. Asimismo, los utensilios de limpieza deben colocarse correctamente y reemplazarse o limpiarse periódicamente.
Generación y prevención de polvo en salas blancas
La selección adecuada de materiales para salas blancas, como paneles divisorios y suelos; el control de la generación de polvo en los equipos de proceso, es decir, el mantenimiento y la limpieza regulares; la prohibición de que el personal de producción camine o realice grandes movimientos corporales en sus puestos de trabajo; y la adopción de medidas preventivas, como la colocación de alfombrillas adhesivas, en estaciones especiales.
2. Mejorar la eficiencia de producción
2.1 Reducir la tasa de desechos: Al reducir las impurezas y los contaminantes en el proceso de producción, se puede reducir la tasa de desechos, aumentar la tasa de rendimiento y, por lo tanto, mejorar la eficiencia de la producción.
Por ejemplo: La producción de obleas consta de 600 pasos. Si el rendimiento de cada proceso es del 99%, ¿cuál es el rendimiento total de los 600 procesos? Respuesta: 0,99600 = 0,24%.
Para que un proceso sea económicamente viable, ¿cuál debe ser el rendimiento de cada etapa?
•0,999600 = 54,8%
•0,9999600=94,2%
El rendimiento de cada proceso debe alcanzar más del 99,99% para cumplir con el rendimiento final del proceso superior al 90%, y la contaminación por micropartículas afectará directamente el rendimiento del proceso.
2.2 Acelerar el proceso: Trabajar en un ambiente limpio puede reducir el tiempo innecesario de limpieza y reproceso, lo que hace que el proceso de producción sea más eficiente.
3. Garantizar la salud y la seguridad del personal
3.1 Salud ocupacional: En algunos procesos de producción que pueden liberar sustancias nocivas, las salas blancas evitan su dispersión al ambiente exterior y protegen la salud de los trabajadores. Si bien la tecnología, los equipos y los conocimientos han mejorado desde el desarrollo de la humanidad, la calidad del aire ha empeorado. Una persona inhala aproximadamente 270 000 m³ de aire a lo largo de su vida y pasa entre el 70 % y el 90 % de su tiempo en interiores. El cuerpo humano inhala partículas diminutas que se depositan en el sistema respiratorio. Las partículas de 5 a 30 µm se depositan en la nasofaringe, las de 1 a 5 µm en la tráquea y los bronquios, y las menores de 1 µm en la pared alveolar.
Las personas que permanecen mucho tiempo en una habitación con ventilación insuficiente son propensas al síndrome de encierro, cuyos síntomas incluyen dolor de cabeza, opresión en el pecho y fatiga, además de ser susceptibles a enfermedades respiratorias y del sistema nervioso. La norma nacional de mi país, GB/T18883-2002, estipula que el volumen de aire fresco no debe ser inferior a 30 m³/h por persona.
El volumen de aire fresco de la sala limpia debe tomar el valor máximo de los dos elementos siguientes:
a. La suma del volumen de aire necesario para compensar el volumen de extracción interior y para asegurar el valor de presión positiva interior.
b. Garantizar el suministro de aire fresco necesario para el personal de la sala blanca. Según las especificaciones de diseño de la sala blanca, el volumen de aire fresco por persona y hora no debe ser inferior a 40 m³.
3.2 Producción segura: Al controlar parámetros ambientales como la humedad y la temperatura, se pueden evitar riesgos de seguridad como las descargas electrostáticas para garantizar la seguridad de la producción.
4. Cumplir con los requisitos reglamentarios y estándar
4.1 Normas del sector: Muchos sectores cuentan con estrictas normas de limpieza (como la ISO 14644), y la producción debe realizarse en salas blancas de grados específicos. El cumplimiento de estas normas no solo es un requisito reglamentario, sino también un reflejo de la competitividad empresarial.
Para los productos de la serie de bancos de trabajo limpios, cobertizos limpios, ventanas de transferencia de flujo laminar, unidades de filtro de ventilador (FFU), armarios limpios, campanas de flujo laminar, campanas de pesaje, pantallas limpias, autolimpiadores y duchas de aire, es necesario estandarizar los métodos de prueba de limpieza de los productos existentes para mejorar la confiabilidad de los mismos.
4.2 Certificación y auditoría: Superar la auditoría de agencias de certificación de terceros y obtener las certificaciones pertinentes (como GMP, ISO 9001, etc.) para mejorar la confianza de los clientes y ampliar el acceso al mercado.
5. Promover la innovación tecnológica
5.1 Apoyo a la I+D: Las salas blancas proporcionan un entorno experimental ideal para el desarrollo de productos de alta tecnología y ayudan a acelerar el desarrollo de nuevos productos.
5.2 Optimización del proceso: En un entorno estrictamente controlado, es más fácil observar y analizar el impacto de los cambios en el proceso sobre el rendimiento del producto, lo que promueve la mejora del proceso.
6. Mejorar la imagen de marca
6.1 Garantía de calidad: Contar con instalaciones de producción limpias y de alto nivel puede mejorar la imagen de marca y aumentar la confianza del cliente en la calidad del producto.
6.2 Competitividad en el mercado: Los productos que pueden producirse en un entorno limpio suelen considerarse un símbolo de alta calidad y alta fiabilidad, lo que ayuda a las empresas a destacar en la feroz competencia del mercado.
7. Reducir los costos de reparación y mantenimiento
7.1 Prolongar la vida útil del equipo: Los equipos y herramientas de producción que operan en condiciones limpias son menos susceptibles a la corrosión y al desgaste, lo que prolonga su vida útil y reduce la frecuencia y los costos de mantenimiento.
7.2 Reducir el consumo de energía: Al optimizar el diseño y la gestión de las salas blancas, se mejora la eficiencia energética, se reduce el consumo de energía y los costes operativos.
Cuatro principios de gestión de operaciones en salas blancas:
1. No traer:
El marco del filtro HEPA no puede tener fugas.
La presión de diseño debe mantenerse en interiores.
Los operarios deben cambiarse de ropa y entrar en la sala limpia después de ducharse con aire comprimido.
Todos los materiales, equipos y herramientas deben limpiarse antes de poder introducirlos.
2. No generar:
La gente debe usar ropa que no pulverice.
Reduzca las acciones innecesarias.
No utilice materiales que generen polvo con facilidad.
No se permite el ingreso de artículos innecesarios.
3. No acumular:
No debería haber rincones ni periferias de la máquina que sean difíciles de limpiar o limpiar.
Intenta minimizar la cantidad de conductos de aire, tuberías de agua, etc., expuestos en el interior.
La limpieza debe realizarse según los métodos estándar y en los tiempos especificados.
4. Retirar inmediatamente:
Aumentar el número de renovaciones de aire.
Escape de aire cerca de la parte que genera polvo.
Mejora la forma del flujo de aire para evitar que el polvo se adhiera al producto.
En resumen, el control ambiental de las salas blancas es fundamental para garantizar la calidad del producto, mejorar la eficiencia de la producción, proteger la salud y la seguridad del personal, cumplir con las normativas, impulsar la innovación tecnológica y potenciar la imagen de marca. Las empresas deben tener en cuenta estos factores al construir y mantener salas blancas para asegurar que satisfagan las necesidades de producción e I+D.
Fecha de publicación: 12 de febrero de 2025