Conhecimento básico sobre fábricas com salas limpas ISO 14644

• Propósito

Estabelecer e unificar o entendimento básico de salas limpas e ambientes controlados dentro da fábrica, esclarecer os requisitos essenciais e os princípios de gestão da série de normas internacionais ISO 14644, garantir que todos os funcionários relevantes tenham uma compreensão clara e consistente do nível de limpeza, dos métodos de teste e dos requisitos de monitoramento contínuo, e fornecer uma base fundamental para o planejamento, operação e gestão de salas limpas.

• Faixa

Esta norma básica aplica-se a todas as oficinas limpas, áreas limpas e ambientes controlados relacionados, projetados, construídos, operados e monitorados de acordo com a norma ISO 14644. Abrange todo o pessoal relevante das áreas de engenharia, operação, produção e garantia da qualidade.

• Definição e princípio fundamental de uma sala limpa

Definição: Uma sala que reduz a introdução, geração e retenção de partículas em suspensão no ar, controlando a concentração dessas partículas e regulando adequadamente parâmetros como temperatura, umidade e pressão. Todos os outros parâmetros da sala, como velocidade e tipo de fluxo de ar, vibração, ruído, iluminância e eletricidade estática, são controlados conforme as necessidades.

Princípio fundamental:

Fornecimento de ar filtrado: Fornecimento constante de ar limpo através de um filtro HEPA ou ULPA para diluir e remover os poluentes gerados em ambientes internos.

Fluxo de ar: O uso de padrões específicos de fluxo de ar — como fluxo unidirecional ou turbulento — garante a remoção eficaz de poluentes.

Controle de pressão diferencial: Manutenção de pressão positiva ou negativa na sala limpa em relação às áreas adjacentes para evitar a entrada de contaminantes por meio de portas, janelas ou frestas.

Controle de Materiais e Pessoal: Implementar procedimentos rigorosos de purificação para os materiais, equipamentos e pessoal que entram na sala limpa, e controlar as fontes de contaminação.

• Padrão de nível de limpeza

A norma ISO 14644-1 classifica os níveis de limpeza com base na concentração de partículas em suspensão no ar. A classificação é designada como "Classe ISO N", onde N varia de 1 a 9 como um número inteiro. A Classe ISO 1 indica o nível mais alto de limpeza, enquanto a Classe ISO 9 representa o nível mais baixo.

Conceito-chave:

Limiar de tamanho de partícula: Por exemplo, 0,1 μm, 0,3 μm, 0,5 μm, 1,0 μm, 5,0 μm. A definição da classificação é baseada em um ou mais tamanhos de partícula selecionados.

Limite máximo de concentração permitido: Para cada classe de partículas, existe um limite máximo de concentração diferente para partículas de um tamanho específico (unidade: partículas/m³).

• • Classificação ISO 14644-1 para salas limpas:

Estabelecer um padrão de classificação para a concentração de partículas em suspensão no ar, utilizando um sistema duplo de unidades imperiais (partículas ≥ 0,1 μm por pé cúbico) e unidades métricas (partículas ≥ 0,1 μm por metro cúbico).

Por exemplo, aplicações típicas na indústria de semicondutores:

Classe 1: Sala limpa de grau 1 (≤35,2 partículas/m³)

Classe 10: Sala limpa de nível 10 (≤352 partículas/m³)

Classe 100: Sala limpa de grau 100 (≤3520 partículas/m³)

Classe 1000: Sala limpa de grau 1000 (≤35200 partículas/m³)

Requisitos de monitoramento dinâmico: Áreas-chave precisam monitorar a concentração de partículas em tempo real. Quando a concentração exceder o limite, um alarme automático deve ser acionado.

• • Requisitos de monitoramento de salas limpas da norma ISO 14644-1: método de teste, frequência de monitoramento, registro de dados e relatório.

Requisitos principais:

Cálculo do número de pontos de amostragem: De acordo com a área, a fórmula é N = A^0,5.

Quantidade de amostras: cada ponto ≥1 L, tempo de amostragem ≥1 minuto

Frequência de monitoramento: uma vez por turno na área de produção, uma vez por semana na área não produtiva.

• • ISO 14644-3: Especificações de projeto e construção

Requisitos principais:

Estanqueidade ao ar: todas as frestas são inferiores a 0,5 mm e tratadas com selante especial.

Material: espessura do aço das paredes e do teto superior a 50 mm; espessura da resina epóxi de base ≥ 3 mm.

Controle de pressão diferencial: A pressão diferencial entre a área limpa e a área não limpa é superior a 10 Pa. A pressão diferencial em diferentes níveis de limpeza é superior a 5 Pa.

Fluxo de ar: A velocidade do ar em uma sala limpa com fluxo unidirecional é de 0,36 a 0,54 m/s; o tempo de renovação do ar em uma sala limpa com fluxo não unidirecional é superior a 15 vezes por hora.

• • ISO 14644-4: Especificações do dispositivo

Sistema de filtragem: A eficiência do filtro HEPA é superior a 99,99% a 0,3 μm; a eficiência do filtro ULPA é superior a 99,9995% a 0,12 μm.

Controle de temperatura e umidade: A temperatura é de 22±1℃. A umidade é de 45±5%UR (área de litografia de semicondutores).

Controle de vibração: A velocidade de vibração na área do dispositivo de precisão é inferior a 0,5 mm/s.

• Método principal de teste e monitoramento:

Para comprovar e manter o nível de limpeza, é necessário realizar os seguintes testes principais:

Teste de concentração de partículas: A medição em pontos de amostragem designados, utilizando contadores de partículas discretos, é o método principal para verificar o nível de limpeza.

Teste de fluxo de ar: A realização de testes de velocidade do vento (para fluxo unidirecional) e testes de volume de ar (para fluxo não unidirecional) garante uma capacidade adequada de reposição do fluxo de ar.

Teste de pressão diferencial: a medição da pressão diferencial estática entre a sala limpa e as áreas adjacentes garante que a direção do fluxo de ar esteja correta.

Teste de vazamento do filtro: A limpeza do filtro HEPA/ULPA e de sua estrutura garante que não haja vazamentos.