استفاده از فیلترهای هوا در صنعت تولید الکترونیک

نیاز به محیط بدون گرد و غبار در صنعت تولید الکترونیک

پیش زمینه
در صنعت تولید الکترونیکی مدرن ، به ویژه در فرآیند تولید محصولات دقیق مانند نیمه هادی ها ، PCB ها (تابلوهای مدار چاپی) و اجزای نوری ، پاکیزگی هوای بسیار بالایی لازم است. این امر به این دلیل است که محصولات الکترونیکی در طی فرآیند تولید نسبت به شرایط محیطی بسیار حساس هستند. حتی گرد و غبار ریز ، برق استاتیک یا آلودگی شیمیایی ممکن است بر عملکرد و ظاهر محصول تأثیر بگذارد. به عنوان مثال ، آلودگی ذرات ریز در تولید نیمه هادی حتی ممکن است بر دقت تولید ویفر تأثیر بگذارد و در نتیجه عملکرد محصول ناپایدار یا عدم عبور از بازرسی با کیفیت باشد. بنابراین ، برای اطمینان از کیفیت تولید ، صنعت تولید الکترونیکی باید آلاینده های موجود در هوا را کنترل کند تا از پایداری محیط بدون گرد و غبار اطمینان حاصل شود.

نقش اصلی سیستم تصفیه هوا
به منظور مقابله با آلودگی هوا در تولید الکترونیکی ، سیستم تصفیه هوا نقش اساسی در این فرآیند دارد. فیلترهای هوای با راندمان بالا می توانند به طور موثری انواع مختلفی از ذرات موجود در هوا ، مانند گرد و غبار ، دود و ذرات ریز را از بین ببرند تا یک محیط تولید تمیز فراهم شود. از طریق فیلتراسیون خوب فیلترهای هوا ، ذرات ریز و گازهای مضر که ممکن است باعث ایجاد مشکلات تولید شود ، می توان از کیفیت محصول و بهبود بهره وری تولید اطمینان حاصل کرد. به همین دلیل است که استفاده از فیلترهای هوا در اتاق های تمیز تولید الکترونیکی بسیار مهم است.

استانداردهای محیط تمیز و کنترل آلودگی هوا در ساخت الکترونیک

استانداردهای درجه تمیز
براساس ISO 14644-1 ، نیازهای پاکیزگی هوا برای محیط های تمیز در تولید الکترونیکی بسیار سختگیرانه است. استاندارد ، اتاق های تمیز را به نمرات مختلف تقسیم می کند ، مطابق با نیازهای مختلف غلظت ذرات. به عنوان مثال ، اتاق های تمیز کلاس 1 به بیش از 1 ذره با اندازه ذرات 0.1 میکرون در هر متر مکعب هوا احتیاج ندارند ، در حالی که اتاق های تمیز کلاس 9 به ذرات بسیار بیشتری اجازه می دهند. نمرات اتاق تمیز مورد نیاز نیز برای فرآیندهای مختلف تولید الکترونیکی مانند تولید نیمه هادی و پردازش مؤلفه دقیق متفاوت است. برای تأمین این الزامات پاکیزگی ، سیستم تصفیه هوا باید از ظرفیت تصفیه به اندازه کافی کارآمد برخوردار باشد تا به طور مؤثر در رهگیری و از بین بردن سطوح مختلف آلاینده های ذرات باشد.

تجزیه و تحلیل منبع آلودگی
در فرآیند تولید الکترونیکی ، منابع اصلی آلودگی هوا از تجهیزات تولید ، مدیریت مواد و آلاینده های محیط زیست ناشی می شود. گرد و غبار یکی از آلاینده های اصلی ذرات است که ممکن است با استفاده از مواد اولیه ، برش یا سنگ زنی در فرآیند پردازش تولید شود. ذرات الکترواستاتیک یکی دیگر از منابع مشترک آلودگی است. این ذرات ممکن است جذب الکترواستاتیک بر روی سطح اجزای الکترونیکی ایجاد کنند ، در عملکرد مؤلفه تداخل داشته باشند و باعث خرابی شوند. علاوه بر آلودگی ذرات ، آلاینده های گازی مانند گازهای مضر (مانند نیتریدها ، سولفیدها و غیره) نیز ممکن است بر عملکرد محصول و محیط تولید تأثیر بگذارد. در فرآیند تولید الکترونیکی ، درک منابع آلودگی و انجام اقدامات کنترل آلودگی هوا هدفمند بسیار مهم است.

استراتژی تصفیه چند مرحله ای از سیستم تصفیه هوا
سیستم های تصفیه هوا معمولاً یک استراتژی تصفیه چند مرحله ای از راندمان اولیه ، متوسط ​​و بالا را برای اطمینان از تصفیه جامع از ذرات بزرگ به ذرات ماوراءیایی اتخاذ می کنند. از فیلتر اولیه عمدتاً برای رهگیری ذرات بزرگتر مانند گرد و غبار بزرگتر از 5μm استفاده می شود. از فیلتر راندمان متوسط ​​به طور خاص برای از بین بردن ذرات 1-5μm برای بهینه سازی بیشتر کیفیت هوا استفاده می شود. و فیلتر با راندمان بالا (مانند فیلتر HEPA و ULPA) وظیفه از بین بردن ذرات ریز زیر 0.3μm را بر عهده دارد تا اطمینان حاصل شود که محیط تولید نیازهای پاکیزگی بالایی را برآورده می کند. از طریق چنین فیلتراسیون چند مرحله ای ، کیفیت هوا به طور جامع بهبود می یابد تا از پاکیزگی محیط در فرآیند تولید الکترونیکی اطمینان حاصل شود.

فیلتر اولیه: محافظت اساسی ، رهگیری ذرات بزرگ آلاینده ها

عمل
عملکرد مش فیلتر اولیه از بین بردن آلاینده های ذرات بزرگتر در هوا ، به ویژه ذرات بزرگ گرد و غبار با قطر 5 μm. آنها اولین خط دفاع در سیستم تصفیه هوا هستند ، که عمدتاً برای جلوگیری از ورود آلاینده های ذرات بزرگتر به سیستم تصفیه متوسط ​​یا با راندمان بالا مورد استفاده قرار می گیرد و از این طریق از آلودگی بیش از حد یا گرفتگی فیلتر عقب باز و حفظ عملکرد عادی کل سیستم جلوگیری می کند.

مواد فیلتر مشترک
فیلتر اولیه معمولاً از پارچه های غیر بافته ، مش فلزی یا مواد فیلتر کربن فعال ساخته شده است. این مواد دارای قابلیت رهگیری ذرات قوی هستند و به طور موثری می توانند آلاینده های بزرگ ذرات را در هوا از بین ببرند. مواد فیلتر غیر بافته شده یک ماده فیلتر اولیه مشترک با قابلیت جمع آوری گرد و غبار خوب است. از مواد فیلتر مش فلزی برای فیلتراسیون سخت تر ، معمولاً در محیط های صنعتی استفاده می شود. مواد فیلتر کربن فعال نه تنها می توانند ذرات بزرگ را از بین ببرند بلکه گازهای مضر را در هوا نیز جذب می کنند.

سناریوهای کاربردی
از فیلتر اصلی معمولاً برای تصفیه جلوی سیستم های هوای تازه ، تجهیزات پیش فیلتراسیون و سایر تجهیزات استفاده می شود. عملکرد اصلی آن فراهم کردن محافظت از فیلترهای با راندمان متوسط ​​و با راندمان بالا برای جلوگیری از تجمع آلاینده های ذرات بزرگتر است و از این طریق فرکانس نگهداری و هزینه تجهیزات را کاهش می دهد.

فیلتر کارایی متوسط: تصفیه ریز برای بهبود پاکیزگی هوا

عمل
فیلترهای هوای با راندمان متوسط به طور خاص برای از بین بردن ذرات 1-5μm طراحی شده اند که می تواند به طور موثری ذرات معلق را کاهش داده و باعث بهبود بیشتر کیفیت هوا شود. در تولید الکترونیکی ، اگر این ذرات به موقع فیلتر نشوند ، ممکن است بر صحت فرآیند تولید و کیفیت محصول تأثیر بگذارد. بنابراین ، فیلترهای با راندمان متوسط ​​برای بهبود پاکیزگی ضروری هستند.

مواد فیلتر مشترک
مواد فیلتر با راندمان متوسط ​​متداول شامل مواد فیلتر فیبر مصنوعی ، مواد فیلتر فیبر شیشه ای و مواد فیلتر کربن فعال است. این مواد نه تنها می توانند ذرات معلق را به طور مؤثر فیلتر کنند ، بلکه دارای ظرفیت نگهدارنده گرد و غبار بالایی نیز هستند و برای عملکرد طولانی مدت مناسب هستند. به طور خاص ، مواد فیلتر فیبر شیشه ای هنوز هم می توانند اثر فیلتر پایدار را در یک محیط رطوبت بالا حفظ کنند.

سناریوهای قابل اجرا
فیلترهای با راندمان متوسط ​​به طور گسترده ای در سیستم های تهویه مطبوع و تهویه در ساختمانهای تجاری ، کارگاه های صنعتی ، امکانات پزشکی و غیره مورد استفاده قرار می گیرند تا به طور مؤثر ذرات ریز در هوا را رهگیری و کیفیت هوا را بهبود بخشند.

فیلتر با راندمان بالا: ضمانت هسته ، ذرات فوق العاده ریز را از بین می برد

عمل
فیلترهای هوای با راندمان بالا به طور عمده برای رهگیری ذرات مافوق صریح بزرگتر از 0.3μm استفاده می شود و می تواند به دقت فیلتر بسیار بالایی برسد. به خصوص در محیط های تولیدی که نیاز به نظافت فوق العاده بالا دارند ، مانند خطوط تولید بدون گرد و غبار و تولید نیمه هادی ، استفاده از فیلترهای با راندمان بالا بسیار مهم است. این امر می تواند اطمینان حاصل کند که ذرات ریز در هوا وارد محیط تولید نمی شوند و از این طریق نرخ نقص محصول را کاهش می دهد.

انواع مشترک
انواع متداول فیلترهای با راندمان بالا شامل HEPA (فیلتر هوای با راندمان بالا) و ULPA (فیلتر هوای با راندمان فوق العاده بالا) است. راندمان تصفیه استاندارد فیلترهای HEPA 99.97 ٪ (برای ذرات 0.3μm) است ، در حالی که فیلترهای ULPA کارآمدتر هستند و می توانند 99.9995 ٪ از ذرات 0.12μm را فیلتر کنند. HEPA و ULPA گزینه های ایده آل برای محیط های تولید الکترونیکی هستند که به پاکیزگی بسیار بالایی نیاز دارند.
سناریوهای قابل اجرا
فیلترهای با راندمان بالا به طور گسترده در خطوط تولید بدون گرد و غبار ، کارگاه های تولید نیمه هادی ، مونتاژ مؤلفه نوری و سایر سایتهای تولیدی که نیازهای بسیار خواستار برای محیط های پاک دارند ، استفاده می شود. در این مکان ها ، ذرات ریز در هوا ممکن است به طور مستقیم بر دقت فرآیند تولید تأثیر بگذارد ، بنابراین استفاده از فیلترهای با راندمان بالا بسیار مهم است.

پیکربندی معقول و استراتژی نگهداری فیلتر هوا

بهینه سازی سیستم تصفیه چند مرحله ای
برای دستیابی به بهترین اثر تصفیه هوا ، برای تشکیل یک سیستم تصفیه چند مرحله ای ، فیلترهای با راندمان اولیه ، متوسط ​​و بالا باید به صورت منطقی پیکربندی شوند. فیلتر اصلی مسئول رهگیری آلاینده های بزرگ ذرات ، فیلتر فیلتر با راندمان متوسط ​​ذرات معلق است و فیلتر با راندمان بالا بر از بین بردن ذرات اولترافین متمرکز است. تطبیق معقول می تواند به طور موثری بازده تصفیه کل سیستم را بهبود بخشد و اطمینان حاصل کند که کیفیت هوا به طور کامل تضمین شده است.
چرخه جایگزینی و روش نگهداری
چرخه نگهداری و جایگزینی فیلتر برای تأثیر سیستم تصفیه هوا بسیار مهم است. انواع مختلف فیلترها چرخه های جایگزینی متفاوتی دارند. به طور کلی ، فیلتر اصلی باید به طور مرتب تمیز یا جایگزین شود ، در حالی که راندمان متوسط ​​و فیلترهای با راندمان بالا باید مطابق استفاده جایگزین شوند. بازرسی منظم و جایگزینی به موقع فیلترها می تواند اطمینان حاصل کند که سیستم همیشه بهترین شرایط کار را حفظ می کند.
بهره وری انرژی و ملاحظات حفاظت از محیط زیست
با بهبود الزامات حفاظت از محیط زیست ، بسیاری از تولید کنندگان الکترونیکی توجه به بهره وری انرژی فیلترها را آغاز کرده اند. فیلترهای هوا ما از مواد سازگار با محیط زیست بیشتر استفاده می کنند و از طریق طراحی بهینه شده ، مصرف انرژی کاهش می یابد و هزینه های عملیاتی کاهش می یابد. فیلترهای کارآمد همچنین می توانند انتشار آلاینده های هوا را کاهش دهند ، که مطابق با الزامات سیاست های حفاظت از محیط زیست است.

فیلترهای هوا به تولید تمیز تولید الکترونیکی کمک می کند

اهمیت پیکربندی معقول فیلترهای اولیه ، متوسط ​​و با راندمان بالا
در صنعت تولید الکترونیک ، طراحی و پیکربندی سیستم های تصفیه هوا برای نگهداری از یک محیط تمیز بسیار مهم است. پیکربندی معقول فیلترهای با راندمان اولیه ، متوسط ​​و بالا نه تنها می تواند پاکیزگی محیط تولید را تضمین کند ، بلکه بهره وری عملیاتی سیستم را نیز به حداکثر می رساند. با استفاده از سه فیلتر با راندمان های مختلف ، تصفیه مؤثر در تمام سطوح از ذرات بزرگ تا ذرات ماوراء میلادی انجام می شود و اطمینان حاصل می شود که هر لایه از آلاینده ها به طور دقیق برداشته می شود تا از تأثیر آلاینده ها بر فرآیند تولید و کیفیت محصول جلوگیری شود.
پیکربندی فیلتر معقول همچنین می تواند بار یک فیلتر واحد را کاهش دهد ، از تعویض مکرر به دلیل آلودگی بیش از حد جلوگیری کند و در نتیجه هزینه نگهداری و هزینه عملیاتی تجهیزات را کاهش دهد. این امر برای بهبود کارآیی کلی تولید ، کاهش آلودگی محیط زیست و گسترش عمر خدمات تجهیزات از اهمیت بالایی برخوردار است.
نگهداری منظم و مدیریت هوشمند باعث افزایش کارایی سیستم های تصفیه هوا می شود
اگرچه فیلترهای هوای با راندمان بالا می توانند پاکیزگی هوای ایده آل را فراهم کنند ، تنها از طریق نگهداری منظم و مدیریت هوشمند می تواند پایداری مداوم سیستم تصفیه در استفاده طولانی مدت تضمین شود. با نظارت منظم و جایگزینی فیلترها ، سیستم می تواند بهترین اثر تصفیه را حفظ کند ، از تجمع بیش از حد آلاینده ها و گرفتگی فیلتر جلوگیری کند و اطمینان حاصل کند که کیفیت هوا همیشه تحت کنترل است.
معرفی سیستم های مدیریت هوشمند ، تعمیر و نگهداری را کارآمدتر می کند. از طریق سنسورها نظارت بر کیفیت هوا و وضعیت فیلتر ، سیستم هوشمند می تواند بازخورد در زمان واقعی را در مورد وضعیت عملکرد سیستم ارائه دهد و به سرعت به اپراتورها یادآوری کند تا کارهای لازم را برای نگهداری یا جایگزینی انجام دهند. این نه تنها می تواند کارایی کلی سیستم تصفیه هوا را بهبود بخشد بلکه خطاهای عملیاتی انسان را نیز کاهش داده و کارایی مدیریت را بهبود می بخشد .