Las fuentes de partículas se dividen en inorgánicas, orgánicas y vivas. En el cuerpo humano, son propensas a enfermedades respiratorias y pulmonares, además de alergias e infecciones virales. En el caso de los chips de silicio, la adhesión de partículas de polvo provoca deformaciones o cortocircuitos en los circuitos integrados, lo que hace que los chips pierdan sus funciones operativas. Por ello, el control de las fuentes de microcontaminación se ha convertido en un componente fundamental de la gestión de salas blancas.
La importancia del control ambiental de salas blancas reside en garantizar que las condiciones ambientales en el proceso de producción cumplan con los estándares de limpieza específicos, lo cual es crucial para muchas industrias. A continuación, se detalla la importancia y la función específica del control ambiental de salas blancas:
1. Garantizar la calidad del producto
1.1 Prevención de la contaminación: En industrias como la de semiconductores, farmacéutica y equipos médicos, las partículas contaminantes diminutas pueden causar defectos o fallas en los productos. Controlar la calidad del aire y la concentración de partículas en la sala limpia permite prevenir eficazmente que estos contaminantes afecten al producto.
Además de la inversión inicial en hardware, el mantenimiento y control de la limpieza de la sala limpia también requiere un buen sistema de gestión de software. Los operadores son los principales responsables de la limpieza de la sala. Al entrar, el polvo aumenta considerablemente. Con el paso de personas, la limpieza se deteriora inmediatamente. Como se puede observar, la principal causa del deterioro de la limpieza son los factores humanos.
1.2 Consistencia: El entorno 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 puede causar rayones, cortocircuitos, burbujas y otros problemas de calidad del proceso, lo que resulta en desechos. Por lo tanto, el control de las fuentes de contaminación se ha convertido en un componente fundamental de la gestión de salas blancas.
Intrusión de polvo externo y prevención
La sala limpia debe mantener una presión positiva adecuada (>0,5 mm/Hg), realizar un buen trabajo en el proyecto preliminar de construcción para garantizar que no haya fugas de aire y limpiar y secar al personal, el equipo, las materias primas, las herramientas, los consumibles, etc., antes de ingresarlos. Asimismo, las herramientas de limpieza deben colocarse correctamente y reemplazarse o limpiarse periódicamente.
Generación y prevención de polvo en salas blancas
Selección adecuada de materiales para salas limpias como tableros divisorios y pisos, control de generación de polvo en equipos de proceso, es decir, mantenimiento y limpieza regulares, al personal de producción no se le permite caminar o hacer grandes movimientos corporales en sus ubicaciones y se toman medidas preventivas como agregar tapetes adhesivos en estaciones especiales.
2. Mejorar la eficiencia de la producción
2.1 Reducir la tasa de desperdicio: al reducir las impurezas y los contaminantes en el proceso de producción, se puede reducir la tasa de desperdicio, se puede aumentar la tasa de rendimiento y, por lo tanto, se puede mejorar la eficiencia de 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 procedimientos? Respuesta: 0,99600 = 0,24 %.
Para que un proceso sea económicamente viable, ¿cuál debe ser el rendimiento de cada paso?
•0,999600= 54,8%
•0,9999600=94,2%
Cada rendimiento del proceso debe alcanzar más del 99,99% para alcanzar un rendimiento final del proceso superior al 90%, y la contaminación de micropartículas afectará directamente el rendimiento del proceso.
2.2 Acelerar el proceso: Trabajar en un entorno limpio puede reducir el tiempo innecesario de limpieza y reelaboración, haciendo 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 pueden prevenir su propagación al exterior y proteger la salud de los trabajadores. Si bien la humanidad ha avanzado en el desarrollo, la tecnología, los equipos y el conocimiento han mejorado, 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 % del 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 inferiores a 1 µm en la pared alveolar.
Las personas que permanecen mucho tiempo en una habitación con un volumen insuficiente de aire fresco son propensas al "síndrome del interior", con síntomas como dolor de cabeza, opresión en el pecho y fatiga, y también son propensas 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 escape interior y garantizar el valor de presión positiva interior.
b. Garantizar el suministro de aire fresco necesario para el personal de la sala limpia. Según las Especificaciones de Diseño de la Sala Limpia, el volumen de aire fresco por persona por 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 descargas electrostáticas para garantizar la seguridad de la producción.
4. Cumplir con los requisitos reglamentarios y normativos
4.1 Estándares de la industria: Muchas industrias tienen estrictos estándares de limpieza (como la norma ISO 14644), y la producción debe realizarse en salas blancas de grados específicos. El cumplimiento de estos estándares no solo es un requisito regulatorio, sino también un reflejo de la competitividad empresarial.
Para 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 productos.
4.2 Certificación y auditoría: Pasar la auditoría de agencias de certificación de terceros y obtener certificaciones relevantes (como GMP, ISO 9001, etc.) para mejorar la confianza del cliente 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 de procesos: En un entorno estrictamente controlado, es más fácil observar y analizar el impacto de los cambios de proceso en el rendimiento del producto, promoviendo así la mejora del proceso.
6. Mejorar la imagen de marca
6.1 Garantía de calidad: Tener instalaciones de producción limpias y de alto estándar puede mejorar la imagen de marca y aumentar la confianza del cliente en la calidad del producto.
6.2 Competitividad del mercado: Los productos que pueden producirse en un entorno limpio a menudo se consideran un símbolo de alta calidad y alta confiabilidad, lo que ayuda a las empresas a destacarse en la feroz competencia del mercado.
7. Reducir los costos de reparación y mantenimiento
7.1 Prolongar la vida útil del equipo: Los equipos de producción y las herramientas que funcionan en condiciones limpias son menos susceptibles a la corrosión y al desgaste, lo que extiende la vida útil y reduce la frecuencia y los costos de mantenimiento.
7.2 Reducir el consumo energético: Optimizando el diseño y la gestión de las salas limpias, mejorar la eficiencia energética, reducir el consumo energético y los costes de operación.
Cuatro principios de la gestión del funcionamiento de una sala limpia:
1. No traer:
El marco del filtro HEPA no puede tener fugas.
La presión diseñada debe mantenerse en el interior.
Los operadores deben cambiarse de ropa y entrar a la sala limpia después de la ducha de aire.
Todos los materiales, equipos y herramientas deben limpiarse antes de ingresarlos.
2. No generar:
La gente debe usar ropa libre de polvo.
Reducir acciones innecesarias.
No utilice materiales que generen polvo con facilidad.
No se podrán traer artículos innecesarios.
3. No acumular:
No deben existir esquinas ni periferias de la máquina que sean difíciles de limpiar o limpiar.
Intente minimizar los conductos de aire, tuberías de agua, etc. expuestos en el interior.
La limpieza debe realizarse según métodos estándar y tiempos especificados.
4. Retirar inmediatamente:
Aumente el número de cambios de aire.
Escape cerca de la parte generadora de 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 los requisitos normativos, promover la innovación tecnológica y mejorar la imagen de marca. Las empresas deben considerar plenamente estos factores al construir y mantener salas blancas para garantizar que satisfagan las necesidades de producción e I+D.
Hora de publicación: 12 de febrero de 2025