Partikelquellen werden in anorganische, organische und lebende Partikel unterteilt. Im menschlichen Körper können sie leicht Atemwegs- und Lungenerkrankungen sowie Allergien und Virusinfektionen auslösen. Bei Siliziumchips führt die Anhaftung von Staubpartikeln zu Verformungen oder Kurzschlüssen der integrierten Schaltkreise, wodurch die Chips ihre Funktionsfähigkeit verlieren. Daher ist die Kontrolle von Mikroverschmutzungsquellen zu einem wichtigen Bestandteil des Reinraummanagements geworden.
Die Bedeutung der Reinraum-Umweltkontrolle liegt darin, sicherzustellen, dass die Umgebungsbedingungen im Produktionsprozess bestimmten Sauberkeitsstandards entsprechen, was für viele Branchen von entscheidender Bedeutung ist. Im Folgenden werden die Bedeutung und die spezifische Rolle der Reinraum-Umweltkontrolle erläutert:
1. Produktqualität sicherstellen
1.1 Vermeidung von Umweltverschmutzung: In Branchen wie der Halbleiter-, Pharma- und Medizintechnik können winzige Schadstoffpartikel zu Produktfehlern oder -ausfällen führen. Durch die Kontrolle der Luftqualität und Partikelkonzentration im Reinraum kann wirksam verhindert werden, dass diese Schadstoffe das Produkt beeinträchtigen.
Neben der anfänglichen Investition in die Hardware erfordert die Aufrechterhaltung und Kontrolle der Sauberkeit im Reinraum auch ein gutes Software-Managementsystem, um eine gute Sauberkeit zu gewährleisten. Den größten Einfluss auf die Sauberkeit des Reinraums haben die Bediener. Sobald die Bediener den Reinraum betreten, nimmt die Staubbelastung deutlich zu. Wenn Menschen im Raum hin und her gehen, verschlechtert sich die Sauberkeit sofort. Es ist ersichtlich, dass der Hauptgrund für die Verschlechterung der Sauberkeit menschliche Faktoren sind.
1.2 Konsistenz: Die Reinraumumgebung trägt dazu bei, die Konsistenz und Wiederholbarkeit des Produktionsprozesses aufrechtzuerhalten und so eine stabile Produktqualität sicherzustellen.
Auf dem Glassubstrat führt die Anhaftung von Staubpartikeln zu Kratzern, Kurzschlüssen und Blasen sowie anderen Qualitätseinbußen im Prozess, die zur Verschrottung führen. Daher ist die Kontrolle von Verschmutzungsquellen zu einem wichtigen Bestandteil des Reinraummanagements geworden.
Eindringen von Staub von außen und Schutz vor Staub
Der Reinraum muss einen angemessenen Überdruck (> 0,5 mm/Hg) aufrechterhalten, bei der Vorkonstruktion sorgfältig vorgehen, um Luftlecks zu vermeiden, und Personal, Ausrüstung, Rohstoffe, Werkzeuge, Verbrauchsmaterialien usw. vor dem Einbringen in den Reinraum reinigen und abwischen. Gleichzeitig müssen Reinigungswerkzeuge ordnungsgemäß platziert und regelmäßig ausgetauscht oder gereinigt werden.
Staubentwicklung und -vermeidung in Reinräumen
Geeignete Auswahl von Reinraummaterialien wie Trennwänden und Böden, Kontrolle der Staubentwicklung in Prozessgeräten, d. h. regelmäßige Wartung und Reinigung, Produktionspersonal darf an seinen Standorten nicht herumlaufen oder große Körperbewegungen ausführen und an speziellen Stationen werden vorbeugende Maßnahmen wie das Hinzufügen von Klebematten ergriffen.
2. Verbessern Sie die Produktionseffizienz
2.1 Reduzierung der Ausschussrate: Durch die Reduzierung von Verunreinigungen und Schadstoffen im Produktionsprozess kann die Ausschussrate gesenkt, die Ausbeute erhöht und somit die Produktionseffizienz verbessert werden.
Beispiel: Die Waferproduktion umfasst 600 Schritte. Wenn die Ausbeute jedes Prozesses 99 % beträgt, wie hoch ist dann die Gesamtausbeute von 600 Prozessabläufen? Antwort: 0,99600 = 0,24 %.
Wie hoch muss die Ausbeute jedes einzelnen Schritts sein, damit ein Prozess wirtschaftlich ist?
•0,999600 = 54,8 %
•0,9999600=94,2 %
Um eine endgültige Prozessausbeute von über 90 % zu erreichen, muss die Ausbeute jedes Prozesses über 99,99 % liegen. Die Verunreinigung durch Mikropartikel wirkt sich direkt auf die Prozessausbeute aus.
2.2 Beschleunigen Sie den Prozess: Durch das Arbeiten in einer sauberen Umgebung können unnötige Reinigungs- und Nacharbeitszeiten reduziert und der Produktionsprozess effizienter gestaltet werden.
3. Gewährleistung der Gesundheit und Sicherheit des Personals
3.1 Arbeitsschutz: Bei einigen Produktionsprozessen, bei denen Schadstoffe freigesetzt werden können, können Reinräume die Verbreitung von Schadstoffen in die Umwelt verhindern und die Gesundheit der Arbeitnehmer schützen. Im Laufe der Menschheitsgeschichte haben sich Technologie, Ausrüstung und Wissen verbessert, die Luftqualität hat sich jedoch verschlechtert. Ein Mensch atmet im Laufe seines Lebens etwa 270.000 m3 Luft ein und verbringt 70 bis 90 % seiner Zeit in Innenräumen. Winzige Partikel werden vom menschlichen Körper eingeatmet und lagern sich in den Atemwegen ab. Partikel von 5 bis 30 µm lagern sich im Nasenrachenraum ab, Partikel von 1 bis 5 µm in der Luftröhre und den Bronchien und Partikel unter 1 µm in den Alveolarwänden.
Menschen, die sich längere Zeit in Räumen mit unzureichender Frischluftzufuhr aufhalten, neigen zum „Indoor-Syndrom“ mit Symptomen wie Kopfschmerzen, Engegefühl in der Brust und Müdigkeit und sind außerdem anfällig für Atemwegs- und Nervensystemerkrankungen. Der nationale Standard GB/T18883-2002 meines Landes schreibt vor, dass die Frischluftzufuhr nicht weniger als 30 m3/h pro Person betragen darf.
Das Frischluftvolumen des Reinraums sollte den Maximalwert der folgenden beiden Punkte annehmen:
a. Die Summe der Luftmengen, die erforderlich sind, um die Abluftmenge im Innenraum auszugleichen und den Überdruckwert im Innenraum sicherzustellen.
b. Sorgen Sie für die Frischluftversorgung des Reinraumpersonals. Gemäß den Reinraum-Designspezifikationen beträgt das Frischluftvolumen pro Person und Stunde mindestens 40 m3.
3.2 Sichere Produktion: Durch die Kontrolle von Umgebungsparametern wie Luftfeuchtigkeit und Temperatur können Sicherheitsrisiken wie elektrostatische Entladungen vermieden und so die Produktionssicherheit gewährleistet werden.
4. Erfüllen Sie gesetzliche und Standardanforderungen
4.1 Industriestandards: In vielen Branchen gelten strenge Sauberkeitsstandards (z. B. ISO 14644), und die Produktion muss in Reinräumen bestimmter Güteklassen erfolgen. Die Einhaltung dieser Standards ist nicht nur eine gesetzliche Anforderung, sondern auch Ausdruck der Wettbewerbsfähigkeit eines Unternehmens.
Für Produkte der Serien „Clean Workbench“, „Clean Shelter“, „Laminar Flow Transfer Window“, „Fan Filter Unit FFU“, „Clean Cabinet“, „Laminar Flow Hood“, „Wiegehaube“, „Clean Screen“, „Self Cleaner“ und „Air Shower“ ist es notwendig, die Methoden zur Sauberkeitsprüfung bestehender Produkte zu standardisieren, um die Vertrauenswürdigkeit der Produkte zu verbessern.
4.2 Zertifizierung und Audit: Bestehen Sie das Audit von Zertifizierungsstellen Dritter und erhalten Sie relevante Zertifizierungen (wie GMP, ISO 9001 usw.), um das Kundenvertrauen zu stärken und den Marktzugang zu erweitern.
5. Technologische Innovationen fördern
5.1 F&E-Unterstützung: Reinräume bieten eine ideale Versuchsumgebung für die Entwicklung von Hightech-Produkten und tragen dazu bei, die Entwicklung neuer Produkte zu beschleunigen.
5.2 Prozessoptimierung: In einer streng kontrollierten Umgebung ist es einfacher, die Auswirkungen von Prozessänderungen auf die Produktleistung zu beobachten und zu analysieren und so die Prozessverbesserung zu fördern.
6. Markenimage verbessern
6.1 Qualitätssicherung: Saubere Produktionsanlagen mit hohem Standard können das Markenimage verbessern und das Vertrauen der Kunden in die Produktqualität erhöhen.
6.2 Wettbewerbsfähigkeit auf dem Markt: Produkte, die in einer sauberen Umgebung hergestellt werden können, gelten oft als Symbol für hohe Qualität und Zuverlässigkeit, was den Unternehmen hilft, sich im harten Wettbewerb auf dem Markt abzuheben.
7. Reduzieren Sie Reparatur- und Wartungskosten
7.1 Verlängern Sie die Lebensdauer der Ausrüstung: Produktionsausrüstung und Werkzeuge, die unter sauberen Bedingungen betrieben werden, sind weniger anfällig für Korrosion und Verschleiß, wodurch die Lebensdauer verlängert und die Wartungshäufigkeit und -kosten reduziert werden.
7.2 Senkung des Energieverbrauchs: Durch Optimierung der Gestaltung und Verwaltung von Reinräumen verbessern Sie die Energieeffizienz und senken den Energieverbrauch und die Betriebskosten.
Vier Prinzipien des Reinraumbetriebsmanagements:
1. Nicht mitbringen:
Der Rahmen des HEPA-Filters kann nicht undicht werden.
Der vorgesehene Druck muss im Innenbereich aufrechterhalten werden.
Die Bediener müssen sich umziehen und nach der Luftdusche den Reinraum betreten.
Alle Materialien, Geräte und Werkzeuge müssen gereinigt werden, bevor sie hereingebracht werden können.
2. Nicht generieren:
Es ist auf staubfreie Kleidung zu achten.
Reduzieren Sie unnötige Aktionen.
Verwenden Sie keine Materialien, die leicht Staub erzeugen.
Nicht benötigte Gegenstände dürfen nicht mitgebracht werden.
3. Nicht ansammeln:
Es dürfen keine Ecken und Maschinenränder vorhanden sein, die schwer zu reinigen oder zu säubern sind.
Versuchen Sie, die Anzahl freiliegender Luftkanäle, Wasserleitungen usw. im Innenbereich zu minimieren.
Die Reinigung muss nach Standardmethoden und festgelegten Zeiten durchgeführt werden.
4. Sofort entfernen:
Erhöhen Sie die Anzahl der Luftwechsel.
Absaugung in der Nähe des stauberzeugenden Teils.
Verbessern Sie die Luftstromform, um zu verhindern, dass Staub am Produkt haftet.
Kurz gesagt: Die Umweltkontrolle im Reinraum ist von großer Bedeutung für die Sicherung der Produktqualität, die Verbesserung der Produktionseffizienz, den Schutz der Gesundheit und Sicherheit des Personals, die Erfüllung gesetzlicher Anforderungen, die Förderung technologischer Innovationen und die Stärkung des Markenimages. Unternehmen sollten diese Faktoren beim Bau und der Instandhaltung von Reinräumen umfassend berücksichtigen, um sicherzustellen, dass die Reinräume den Anforderungen von Produktion und Forschung und Entwicklung gerecht werden.
Veröffentlichungszeit: 12. Februar 2025