Las fuentes de partículas se dividen en partículas 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 puede causar deformaciones o cortocircuitos en los circuitos integrados, lo que provoca que los chips pierdan sus funciones operativas. Por ello, el control de las fuentes de microcontaminación se ha convertido en una parte importante de la gestión de salas limpias.
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, productos farmacéuticos y equipos médicos, las partículas contaminantes pueden causar defectos o fallas en los productos. Al controlar la calidad del aire y la concentración de partículas en la sala limpia, se puede prevenir eficazmente que estos contaminantes afecten el producto.
Además de la inversión inicial en equipos, el mantenimiento y control de la limpieza de la sala limpia requiere un buen sistema de gestión de software. Los operarios son quienes más influyen en la limpieza de la sala limpia. Cuando entran, el polvo aumenta considerablemente. El tránsito constante de personas deteriora la limpieza de inmediato. Es evidente que 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, asegurando así una calidad estable del producto.
En cuanto al sustrato de vidrio, la adhesión de partículas de polvo provoca arañazos, cortocircuitos, burbujas y otros problemas de calidad del proceso, lo que conlleva su descarte. Por lo tanto, el control de las fuentes de contaminación se ha convertido en una parte fundamental de la gestión de salas blancas.
Intrusión y prevención de polvo externo
La sala limpia debe mantener una presión positiva adecuada (>0,5 mm/Hg), realizar un buen trabajo en el proyecto de construcción preliminar para garantizar que no haya fugas de aire, y limpiar y desinfectar al personal, el equipo, las materias primas, las herramientas, los consumibles, etc., antes de introducirlos en la sala limpia. Asimismo, las herramientas de limpieza deben colocarse correctamente y reemplazarse o limpiarse periódicamente.
Generación y prevención de polvo en salas blancas
Se debe seleccionar adecuadamente los materiales de la sala limpia, como los paneles divisorios y los suelos; controlar la generación de polvo en los equipos de proceso, es decir, realizar un mantenimiento y una limpieza regulares; el personal de producción no debe caminar ni realizar grandes movimientos corporales en sus puestos de trabajo; y se deben tomar medidas preventivas, como la colocación de alfombrillas adhesivas en estaciones especiales.
2. Mejorar la eficiencia de la producción
2.1 Reducción de la tasa de desperdicio: Al reducir las impurezas y los contaminantes en el proceso de producción, se puede reducir la tasa de desperdicio, 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, ¿qué tan alto debe ser el rendimiento de cada paso?
•0,999600 = 54,8%
•0,9999600=94,2%
El rendimiento de cada proceso debe alcanzar más del 99,99% para lograr un rendimiento final superior al 90%, y la contaminación por micropartículas afectará directamente al rendimiento del proceso.
2.2 Acelerar el proceso: Trabajar en un entorno limpio puede reducir el tiempo innecesario de limpieza y retrabajo, lo que hace que el proceso de producción sea más eficiente.
3. Garantizar la salud y la seguridad del personal.
3.1 Salud ocupacional: Para algunos procesos de producción que pueden liberar sustancias nocivas, las salas blancas pueden evitar que estas sustancias se propaguen al medio ambiente externo y proteger la salud de los trabajadores. Desde el desarrollo de la humanidad, la tecnología, los equipos y el conocimiento han mejorado, pero 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 de menos de 1 µm en la pared alveolar.
Las personas que permanecen mucho tiempo en una habitación con un volumen de aire fresco insuficiente son propensas al "síndrome de 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 extracción 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 las descargas electrostáticas para garantizar la seguridad de la producción.
4. Cumplir con los requisitos reglamentarios y estándar.
4.1 Normas del sector: Muchas industrias 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 de la empresa.
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 fiabilidad de los mismos.
4.2 Certificación y auditoría: Superar la auditoría de organismos de certificación externos y obtener las certificaciones pertinentes (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, 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 la marca y aumentar la confianza del cliente en la calidad del producto.
6.2 Competitividad de mercado: Los productos que se pueden producir 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 de los equipos: Los equipos y herramientas de producción que funcionan 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 limpias, 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 introduzca:
El marco del filtro HEPA no debe tener fugas.
La presión diseñada debe mantenerse en el interior.
Los operarios deben cambiarse de ropa y entrar en la sala limpia después de la ducha de aire.
Todos los materiales, equipos y herramientas deben limpiarse antes de poder introducirlos.
2. No generar:
Las personas deben usar ropa libre de polvo.
Reduzca las acciones innecesarias.
No utilice materiales que generen polvo con facilidad.
No se permite introducir objetos innecesarios.
3. No acumular:
No debe haber esquinas ni periferias de la máquina que sean difíciles de limpiar.
Trate de minimizar la cantidad de conductos de aire, tuberías de agua, etc., expuestos en el interior de las viviendas.
La limpieza debe realizarse siguiendo los métodos estándar y en los tiempos especificados.
4. Retirar inmediatamente:
Aumentar el número de renovaciones de aire.
Escape cerca de la parte que genera polvo.
Mejorar 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 la normativa vigente, promover la innovación tecnológica y potenciar la imagen de marca. Las empresas deben tener plenamente en cuenta estos factores al construir y mantener salas blancas para asegurar que estas satisfagan las necesidades de producción e I+D.
Fecha de publicación: 12 de febrero de 2025