Các nguồn phát sinh hạt được chia thành hạt vô cơ, hạt hữu cơ và hạt sinh học. Đối với cơ thể người, chúng dễ gây ra các bệnh về đường hô hấp và phổi, cũng như có thể gây dị ứng và nhiễm virus; đối với chip silicon, sự bám dính của các hạt bụi sẽ gây biến dạng hoặc đoản mạch các mạch tích hợp, khiến chip mất chức năng hoạt động, vì vậy việc kiểm soát các nguồn ô nhiễm vi mô đã trở thành một phần quan trọng trong quản lý phòng sạch.
Tầm quan trọng của việc kiểm soát môi trường phòng sạch nằm ở việc đảm bảo các điều kiện môi trường trong quá trình sản xuất đáp ứng các tiêu chuẩn sạch sẽ cụ thể, điều này rất quan trọng đối với nhiều ngành công nghiệp. Sau đây là tầm quan trọng và vai trò cụ thể của việc kiểm soát môi trường phòng sạch:
1. Đảm bảo chất lượng sản phẩm
1.1 Ngăn ngừa ô nhiễm: Trong các ngành công nghiệp như bán dẫn, dược phẩm và thiết bị y tế, các chất ô nhiễm dạng hạt nhỏ có thể gây ra lỗi hoặc hỏng hóc sản phẩm. Bằng cách kiểm soát chất lượng không khí và nồng độ hạt trong phòng sạch, các chất ô nhiễm này có thể được ngăn chặn hiệu quả, không gây ảnh hưởng đến sản phẩm.
Ngoài khoản đầu tư ban đầu vào thiết bị phần cứng, việc bảo trì và kiểm soát độ sạch của phòng sạch cũng đòi hỏi một hệ thống quản lý "phần mềm" tốt để duy trì chất lượng vệ sinh. Từ kết quả dữ liệu trong hình trên, có thể thấy rằng người vận hành có tác động lớn nhất đến độ sạch của phòng sạch. Khi người vận hành vào phòng sạch, lượng bụi tăng lên đáng kể. Khi có người đi lại liên tục, độ sạch sẽ lập tức giảm sút. Như vậy, nguyên nhân chính dẫn đến sự suy giảm độ sạch là do yếu tố con người.
1.2 Tính nhất quán: Môi trường phòng sạch giúp duy trì tính nhất quán và khả năng lặp lại của quy trình sản xuất, từ đó đảm bảo chất lượng sản phẩm ổn định.
Đối với chất nền thủy tinh, sự bám dính của các hạt bụi sẽ gây ra các vết xước trên chất nền thủy tinh, hiện tượng đoản mạch và nổi bọt, cùng các vấn đề khác về chất lượng quy trình, dẫn đến việc phải loại bỏ sản phẩm. Do đó, việc kiểm soát các nguồn gây ô nhiễm đã trở thành một phần quan trọng trong quản lý phòng sạch.
Sự xâm nhập và phòng ngừa bụi từ bên ngoài
Phòng sạch cần duy trì áp suất dương thích hợp (>0,5mm/Hg), công tác chuẩn bị ban đầu của dự án xây dựng phải đảm bảo không có rò rỉ khí, và trước khi đưa nhân viên, thiết bị, nguyên vật liệu, dụng cụ, vật tư tiêu hao, v.v. vào phòng sạch, phải tiến hành làm sạch và lau chùi, phòng chống bụi. Đồng thời, các dụng cụ vệ sinh cần được đặt đúng vị trí và thay thế hoặc làm sạch thường xuyên.
Sự phát sinh và phòng ngừa bụi trong phòng sạch
Việc lựa chọn vật liệu phòng sạch phù hợp như vách ngăn và sàn nhà, kiểm soát thiết bị quy trình, tức là bảo trì và vệ sinh thường xuyên, nhân viên sản xuất không được phép đi lại hoặc thực hiện các chuyển động cơ thể lớn tại vị trí làm việc, và các biện pháp phòng ngừa như lắp đặt thảm dính được thực hiện tại các trạm đặc biệt.
2. Nâng cao hiệu quả sản xuất
2.1 Giảm tỷ lệ phế phẩm: Bằng cách giảm thiểu tạp chất và chất gây ô nhiễm trong quá trình sản xuất, tỷ lệ phế phẩm có thể được giảm xuống, tỷ lệ sản lượng có thể được tăng lên, và do đó hiệu quả sản xuất có thể được cải thiện.
Ví dụ: Có 600 bước trong quy trình sản xuất tấm bán dẫn. Nếu hiệu suất của mỗi quy trình là 99%, thì hiệu suất tổng thể của 600 quy trình là bao nhiêu? Đáp án: 0,99^600 = 0,24%.
Để quy trình trở nên khả thi về mặt kinh tế, năng suất của mỗi bước cần đạt mức bao nhiêu?
•0,999^600 = 54,8%
•0,9999^600 = 94,2%
Hiệu suất của mỗi quy trình cần đạt trên 99,99% để đáp ứng hiệu suất quy trình cuối cùng lớn hơn 90%, và sự nhiễm bẩn của các vi hạt sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất quy trình.
2.2 Tăng tốc quy trình: Làm việc trong môi trường sạch sẽ có thể giảm thiểu thời gian vệ sinh và làm lại không cần thiết, giúp quy trình sản xuất hiệu quả hơn.
3. Đảm bảo sức khỏe và an toàn cho nhân viên
3.1 Sức khỏe nghề nghiệp: Đối với một số quy trình sản xuất có thể phát thải các chất độc hại, phòng sạch có thể ngăn chặn các chất độc hại lan ra môi trường bên ngoài và bảo vệ sức khỏe của người lao động. Từ khi loài người phát triển, công nghệ, thiết bị và kiến thức đã được cải thiện, nhưng chất lượng không khí lại suy giảm. Một người hít thở khoảng 270.000 m³ không khí trong suốt cuộc đời và dành từ 70% đến 90% thời gian ở trong nhà. Các hạt nhỏ li ti được cơ thể người hít vào và lắng đọng trong hệ hô hấp. Các hạt có kích thước từ 5 đến 30 µm lắng đọng ở vùng mũi họng, các hạt từ 1 đến 5 µm lắng đọng ở khí quản và phế quản, và các hạt dưới 1 µm lắng đọng ở thành phế nang.
Những người ở trong phòng có lượng không khí trong lành không đủ trong thời gian dài dễ bị "hội chứng trong nhà", với các triệu chứng như đau đầu, tức ngực và mệt mỏi, đồng thời cũng dễ mắc các bệnh về hệ hô hấp và thần kinh. Tiêu chuẩn quốc gia GB/T18883-2002 của nước ta quy định lượng không khí trong lành không được ít hơn 30m³/người.
Thể tích không khí tươi của phòng sạch nên lấy giá trị lớn nhất trong hai yếu tố sau:
a. Tổng thể tích không khí cần thiết để bù lại thể tích khí thải trong nhà và đảm bảo giá trị áp suất dương trong nhà.
b. Đảm bảo cung cấp đủ không khí trong lành cho nhân viên phòng sạch. Theo thông số kỹ thuật thiết kế phòng sạch, lượng không khí trong lành cần thiết cho mỗi người mỗi giờ không được ít hơn 40m³.
3.2 Sản xuất an toàn: Bằng cách kiểm soát các thông số môi trường như độ ẩm và nhiệt độ, các mối nguy hiểm về an toàn như phóng điện tĩnh có thể được tránh để đảm bảo an toàn sản xuất.
4. Đáp ứng các yêu cầu quy định và tiêu chuẩn.
4.1 Tiêu chuẩn ngành: Nhiều ngành công nghiệp có các tiêu chuẩn vệ sinh nghiêm ngặt (như ISO 14644), và quá trình sản xuất phải được thực hiện trong phòng sạch đạt tiêu chuẩn cụ thể. Việc tuân thủ các tiêu chuẩn này không chỉ là yêu cầu pháp lý mà còn phản ánh năng lực cạnh tranh của doanh nghiệp.
Đối với các sản phẩm như bàn làm việc sạch, nhà kho sạch, cửa sổ chuyển tiếp dòng khí laminar, bộ lọc quạt FFU, tủ đựng đồ sạch, tủ hút khí laminar, tủ cân, màn chắn sạch, thiết bị tự làm sạch, và các sản phẩm thuộc dòng buồng tắm khí, cần phải chuẩn hóa phương pháp kiểm tra độ sạch của các sản phẩm hiện có để nâng cao độ tin cậy của sản phẩm.
4.2 Chứng nhận và kiểm toán: Vượt qua cuộc kiểm toán của các cơ quan chứng nhận bên thứ ba và đạt được các chứng nhận liên quan (như GMP, ISO 9001, v.v.) để tăng cường niềm tin của khách hàng và mở rộng khả năng tiếp cận thị trường.
5. Thúc đẩy đổi mới công nghệ
5.1 Hỗ trợ nghiên cứu và phát triển: Phòng sạch cung cấp môi trường thử nghiệm lý tưởng cho việc phát triển sản phẩm công nghệ cao và giúp đẩy nhanh quá trình phát triển sản phẩm mới.
5.2 Tối ưu hóa quy trình: Trong môi trường được kiểm soát chặt chẽ, việc quan sát và phân tích tác động của các thay đổi quy trình lên hiệu suất sản phẩm sẽ dễ dàng hơn, từ đó thúc đẩy việc cải tiến quy trình.
6. Nâng cao hình ảnh thương hiệu
6.1 Đảm bảo chất lượng: Việc sở hữu các cơ sở sản xuất sạch sẽ đạt tiêu chuẩn cao có thể nâng cao hình ảnh thương hiệu và tăng cường niềm tin của khách hàng vào chất lượng sản phẩm.
6.2 Khả năng cạnh tranh trên thị trường: Các sản phẩm được sản xuất trong môi trường sạch thường được coi là biểu tượng của chất lượng cao và độ tin cậy cao, giúp các công ty nổi bật trong sự cạnh tranh khốc liệt trên thị trường.
7. Giảm chi phí sửa chữa và bảo trì
7.1 Kéo dài tuổi thọ thiết bị: Thiết bị và dụng cụ sản xuất hoạt động trong điều kiện sạch sẽ ít bị ăn mòn và mài mòn hơn, do đó kéo dài tuổi thọ và giảm tần suất cũng như chi phí bảo trì.
7.2 Giảm tiêu thụ năng lượng: Bằng cách tối ưu hóa thiết kế và quản lý phòng sạch, nâng cao hiệu quả năng lượng, giảm tiêu thụ năng lượng và chi phí vận hành.
Bốn nguyên tắc quản lý vận hành phòng sạch:
1. Không được mang vào:
Khung của bộ lọc HEPA không được phép bị rò rỉ.
Áp suất thiết kế phải được duy trì trong nhà.
Sau khi tắm khí, các nhân viên vận hành phải thay quần áo và vào phòng sạch.
Tất cả vật liệu, thiết bị và dụng cụ sử dụng phải được làm sạch trước khi mang vào.
2. Không tạo ra:
Nhân viên phải mặc quần áo không bám bụi.
Giảm thiểu các hành động không cần thiết.
Không sử dụng các vật liệu dễ tạo bụi.
Không được mang những vật dụng không cần thiết vào.
3. Không tích trữ:
Không nên có các góc cạnh và khu vực ngoại vi máy móc khó vệ sinh.
Cố gắng giảm thiểu tối đa các đường ống dẫn khí, đường ống nước, v.v. lộ ra ngoài trong nhà.
Việc vệ sinh phải được thực hiện theo các phương pháp tiêu chuẩn và thời gian quy định.
4. Loại bỏ ngay lập tức:
Tăng số lần thay đổi không khí.
Ống xả đặt gần bộ phận sinh bụi.
Cải thiện hình dạng luồng khí để ngăn bụi bám vào sản phẩm.
Tóm lại, kiểm soát môi trường phòng sạch có ý nghĩa rất lớn trong việc đảm bảo chất lượng sản phẩm, nâng cao hiệu quả sản xuất, bảo vệ sức khỏe và an toàn lao động, đáp ứng các quy định pháp luật, thúc đẩy đổi mới công nghệ và nâng cao hình ảnh thương hiệu. Các doanh nghiệp cần xem xét đầy đủ các yếu tố này khi xây dựng và bảo trì phòng sạch để đảm bảo phòng sạch đáp ứng được nhu cầu sản xuất và nghiên cứu phát triển.
Thời gian đăng bài: 12/11/2024