021-44174341
info@raymontech.com

کلینروم های صنایع الکترونیک و میکروالکترونیک

کلینروم های صنایع الکترونیک و میکروالکترونیک

کلینروم های صنایع الکترونیک و میکروالکترونیک

جزئیات

کلینروم های صنایع الکترونیک و میکروالکترونیک

24 اسفند 1400
مقدمه:

همانطور که در مقالات دیگر سایت گروه رایمون توضیح داده شده است، کاربرد کلین روم در صنایع مختلفی وجود دارد که ازجمله می توان به صنایه زیر اشاره کرد:
تجهیزات پزشکی
بیوتکنولوژی
فناوری زیست پزشکی
علوم زیست محیطی
صنایع تحقیق و توسعه
تولید البسه بیمارستانی
اتاق رنگ
تولید لامپ
خوردروسازی و …
یکی از حساسترین صنایعی که از اتاقهای تمیز استفاده میکنند صنایع الکترونیکی و میکرو الکترونیکی هستند.

کلین روم الکترونیک و اپتیک

کلین روم الکترونیک بسیار موضوع مهمی می باشد.آلودگی حتی کوچکترین ذرات می تواند به معنی فاجعه برای تجهیزات الکترونیکی حساس و اپتیک با کارایی بالا باشد. ما طیف وسیعی از کلین روم مدولار ضد استاتیک و محصولات اتاق تمیز را برای قطعات الکترونیکی ارائه می دهیم.

شرایط اتاقهای تمیز الکترونیک و میکرو الکترونیک:

کلین روم الکترونیک اغلب در حین طراحی و ساخت قطعات الکترونیکی به دلیل حساسیت بسیار بالای آنها در برابر تأثیرات خارجی ضروری است. برخی پارامترهای اتاق تمیز الکترونیک عبارتند از:
فیلتراسیون HEPA
فشار مثبت/منفی هوا
کنترل دما
سیستم های نظارتی
کنترل رطوبت
حذف ذرات آدروسل و باکتری ها
کنترل نور و …
کلین روم مدولار برنامه کاربردی الکترونیک
لازم به ذکر است که جریان سطحی اتاق های تمیز مدولار، راه حل هایی را برای همه صنایع بصورت علمی ارائه می دهد. جریان لامینار با کشیدن هوای محیط با استفاده از فن و سپس فشار دادن هوا از طریق فیلتر HEPA عمل می کند. این اتاق ها همچنین دارای گزینه ای برای پوشش کامل فیلتر HEPA برای آزمایشگاه ها و سایر کاربردهای کلین روم هستند که به نظافت بسیار بالایی نیاز دارند.

الزامات کلینروم های میکرو الکترونیک:

افزایش الزامات برای کیفیت محصول و قابلیت اطمینان فرآیند به محیطی تمیز در حین تولید ، تصفیه و پردازش و ذخیره سازی نیاز دارد. فناوری اتاق تمیز در صنایع نوری و الکترونیک نقش فزاینده ای دارد. ما تنظیمات اتاق تمیز را برای این صنایع و موارد دیگر ارائه کرده ایم:
ساخت نیمه هادی
تولید تخته
تولید فیبر نوری
جریان لامینار تمیز اتاق مدولار
ویژگی های جریان لامینار برای اتاق های تمیز
کلین روم الکترونیک | اتاق تمیز الکترونیک

استانداردهای اتاقهای تمیز الکترونیک و میکروالکترونیک:

کلین روم الکترونیک به اتاق تمیز ISO 8 در محیط نیاز دارد تا محیطی سازگار برای مونتاژ قطعات الکتریکی ایجاد کند. یک ارائه دهنده راه حل های تولید قطعات الکترونیکی با قابلیت اطمینان بالا ، کیفیت بالا ، عملکردهای مهم و همچنین اجازه می دهد تا طیف وسیعی از محصولات را برای شرکت های پزشکی ، ابزار دقیق ، اپتیک ، نانو و صنایع میکرو مکانیکی تولید شود.
توجه ویژه ای به جریان فرآیند در اتاق تمیز و انتقال مواد باید داده شود تا اطمینان حاصل شود که اتاق تمیز یک فضای کاربردی است. اتاق تمیز همچنین دارای تهویه مطبوع ، قسمت تغییر داخلی ، روشنایی LED و ترانکینگ چند رسانه ای برای خدمات ضروری است.

اتاقهای تمیز یا کلینروم های صنایع کامپیوتری و اتاقهای سرور

تحقیقات انجام گرفته در صنعت فن‌آوری اطلاعات بر روی دلایل توقفات در اتاق‌های سرور و مراکز داده نشان می‌دهد که در بسیاری از موارد، این توقفات ناشی از وجود گرد و غبار و سایر آلاینده‌های موجود در هواست.
امروز در اتاق های سرور غیر از کنترل دما، رطوبت، صدا و دیگر عوامل محیط نیاز به کنترل پارتیکل ها در ابعاد میکرونی می باشد و طبق استاندارد های بین المللی باید درصد زیادی از سقف، کف یا دیواره ها فیلتر با راندمان بالا شود و سرعت خطی هوا و همچنین جابجایی هوا در این اتاق کامپیوتر و همچنین دیتاسنتر و اتاق ای سی بسیار بالا باشد.
چرا اتاق سرور،اتاق کامپیوتر، همچنین دیتاسنتر ها و اتاق های ای سی باید اتاق تمیز باشد!
مهمترین عامل در کوتاه شدن عمر قطعات الکتریکی نشستن گرد و غبار بر روی چیپست سرور است.
ایجاد اتصال کوتاه باعث آتش سوزی می شود.
به دلیل نشستن ذرات از رسیدن سرما به چیپست ها جلوگیری می کند در نتیجه عمر چیپست ها بسیار کوتاه شده و در بسیاری موارد می سوزند.
کم شدن کارایی دستگاه راک مخابراتی و دیگر دستگاه به دلیل نشستن ذرات.
گرم تر کردن محیط به دلیل وجود ذرات بر روی چیپست باعث داغ شدن دستگاه در نتیجه داغ شدن بیشتر محیط می شود.
بدلیل وجود ذرات باعث داغ شدن دستگاه و در نتیجه مصرف بیشتر انرژی برق می شود.
بخاطر همین عامل برای اتاق تمیز سرور، دیتاسنتر و اتاق کامپیوتر در استاندارد های بین المللی کلاسی در نظر می گیرند برای مثال طبق طبقه بندی استاندارد 209D فدرال به اتاق تمیز سرور، دیتاسنتر و اتاق کامپیوتر با توجه به حساسیت کار به کلاس های 100000 تقسیم می شود و جریان هوا در آنها تک سو یا تک جهته در نظر گرفته می شود.
متأسفانه امروزه در کشور ایران فقط کنترل دما و رطوبت برای اتاق تمیز سرور، دیتاسنتر و اتاق کامپیوتر ضروری می دانند در صورتیکه عامل اصلی دراتاق تمیز سرور کنترل ذرات و ایجاد فشار مثبت است و در نظر نگرفتن این امر بسیار برای دستگاه زیان بار است و در بسیاری از موارد باعث آتش سوزی و آسیب های جدی به دستگاه ها می شود.

تقسیم بندی اتاق تمیز های مخابراتی و صنایع میکروکترونیک:

طبقه 1

این اتاق ها فقط به وسیله سازنده های اجزا و قطعات میکروالکترونیک که در اندازه های هندسی زیر میکرون می باشد استفاده می شود.

طبقه 10
این اتاق های تمیز به وسیله سازندگان نیمه هادی ها و چیپ های الکتریکی و آی سی ها و به طور کلی قطعاتی با ابعاد کمتر از 2 میکرون استفاده می شود.

طبقه 100

ساخت مدارهای الکترونیکی

طبقه 1000 و طبقه10000 و طبقه 100000

مونتاژ قطعات الکترونیکی، مونتاژ قطعات الکترونیکی، اتاق های کامپیوتر و دیتاسنتر، اتاق های سرور
توجه داشته باشیم که کلین روم های مخابراتی، دیتاسنتر، اتاق سرور بالاترین کلاس کلین روم یعنی کلاس 100000طبق استاندارد D209 و کلین روم میکروالکترونیک و ای سی ها دارای پایین ترین کلاس کلین روم یعنی کلاس 1 و 10 طبق استاندارد D 2099 را دارا می باشند.
قبل از خواندن شرايط جريان هوا در کلین روم صنايع ميكروالكترونيک اتاق سرور،اتاق کامپیوتر و همچنین دیتاسنتر ها باید با تعریف کلین روم جریان آرام که معمولاً برای کلاس های پایین کلین روم و شاخص تمیز شدن هوا در کلین روم جریان آرام یا تک جهته است آشنا شویم.

تهویه کلین روم جریان آرام یا تک جهته Laminar – Flow Clean room

در این نوع طراحی هوا در یک مسیر مستقیم از ورودی به خروجی با کمترین مخلوط شدگی و یا آشفتگی turbulence حرکت می کند که به 3 نوع جریان پایین، جریان افقی و دیوار به کف تقسیم بندی می شود. در کلین روم صنایع میکروالکترونیک معمولاً جریان هوا از سقف به کف استفاده می شود.
شاخص تمیز شدن هوا در کلین روم جریان آرام:
در کلین روم جریان آرام جریان هوای تک جهتی مستقیماً با سرعت ارتباط دارد و بر اساس آن تعریف میشود درست بر خلاف کلین روم جریان مغشوش که تعداد تعویض هوا عامل تعیین کننده تمیزی هوا می باشد.

نوع جریان هوا در اتاق تمیز های مخابراتی و صنایع میکروالکترونیک:

1. جریان یک سو یا تک جهته از بالا به پایین:
در این نوع اتاق های تمیز سرور هوا از بالا به سمت پایین جریان یافته و هوا گرم از کف اتاق مکیده خنک می شود.
2. جریان یک سو یا تک جهته از بالا به دیوار ها:
در این نوع اتاق تمیز هوا خنک فیلتر شده تا قطر 0.3 میکرون از بالا به سمت پایین وارد اتاق شده از دیوار ها مکیده میشود این اتاق تمیز در فضاهایی که فاقد کف کاذب هستند استفاده می شود.
3. جریان یک سو یا تک جهته از کف به سقف:
در این اتاق تمیز که رایج ترین شیوه جریان هوا در اتاق تمیز محسوب می شود هوای سرد فیلتر شده از کف وارد اتاق می شود هوای گرم از سقف اتاق مکیده می شود.
4. جریان یک سو تک جهته از کف به دیوار ها:
در این اتاق تمیز جریان هوا در اتاق های سرد فیلتر شده تا 0.3 میکرون از کف اتاق وارد شده و هوای گرم از دیوار ها خارج می شود. این نوع جریان در اتاق ها که فاقد فضای از سقف برای خارج شدن گرما هستند توصیه می شود.
5. جریان یک سو تک جهته از دیوار به سقف:
در این نوع اتاق تمیز هوای خنک فیلتر شده از دیوار وارد اتاق شده و هوای گرم از سقف مکیده شده و خارج می شود.
6. جریان دیگر دیوار به کف است:
در این اتاق تمیز هوای سرد فیلتر شده از دیوار وارد شده و از کف هوای گرم خارج می شود.
در کلین روم های مخابراتی و اتاق سرور باید 5 تا 10 درصد سقف، کف یا دیوار فیلتر هپا با راندمان 99.97 برای گرفتن ذراتی به قطر 0.5 استفاده شود. این که سقف ،کف یا دیوار فیلتر هپا شود بستگی به سیستم جریان هوایی که انتخاب می کنید دارد برای مثال اگر در اتاق تمیز سرور خود از سیستم جریان یک سو یا تک جهته از دیوار به کف استفاده می شود باید بین 5 تا 10 سقف فیلتر شود. تعداد تعویض هوا باید 5 تا 48 بار در ساعت باشد و میانگین سرعت هوا 0.005 تا 0.041 متر بر ثانیه باشد. حداکثر تعداد مجاز ذره در واحد متر مکعب برای ذراتی به قطر 0.5 میکرون 3500000 ذره در واحد متر مکعب است.
سیستم دیگر که بسیار در اتاق سرور مرسوم است استفاده از پرده های ایربلاک در اتاق های تمیز مخابراتی است.
امروزه برای جلوگیری از مخلوط شدن هوا سرد و گرم در اتاق های سرور از پرده های ایربلاک استفاده می شود.

نحوه استفاده از پرده های ایربلاک در کلین روم سرور:

1. استفاده از پرده ها ایربلاک در اتاق سرور برای محصور کردن هوای گرم:
در این نوع اتاق تمیز هوای گرم که از پشت راک ها بیرون می آید توسط پرده های پی وی سی محصور شده و از سقف اتاق مکیده شود و هوای سرد وارد اتاق می شود این امر در بالا رفتن کارایی بسیار موثرند.
2. استفاده از پرده ها ایربلاک در اتاق سرور برای محصور کردن هوای سرد:
در این نوع اتاق تمیز هوای سرد در جلوی راک ها توسط پرده های پی وی سی محصور شده و از سقف اتاق هوای گرم مکیده می شود این امر در بالا رفتن کارایی بسیار موثرند.

اندازه گیری گرما درون اتاق سرور:

برای محاسبه گرمای اتاق سرور مانند فضای دیگر BTU مساحت کف، پنجره، سیستم روشنایی، افراد، و تجهیزات موجود در اتاق سرور را با هم جمع زده تا ظرفیت پکیج بدست آید.
گرما به تعدادی فاکتور بستگی دارد:
مساحت کف اتاق سرور
اندازه و موقیت قرارگیری پنجره ها در اتاق سرور و آیا پرده دارند و یا کدر هستند؟
تعداد افراد داخل اتاق سرور
گرمای تولید شده بوسیله تجهیزات اتاق سرور
گرمای تولید شده بوسیله لامپ اتاق سرور
1. مساحت کف اتاق سرور
Room Area BTU = Length (m) x Width (m) x 337
2. اندازه و محل قرار گیری پنجره ها در اتاق سرور
اگر اتاق سرور پنجره ندارد شما می توانید این بخش را رها کرده و به قسمت بعد بروید.
South Window BTU = South Facing window Length (m) xWidth (m) x 870
North Window BTU = North Facing windows Length (m) xWidth (m) x 165
اگر پنجره ها پرده نداشته باشند نتیجه محاسبه بالا را در 1.5 ضرب کنید.
همچنین نتیحه بالا را در هم جمع کنید:
Windows BTU = South Window(s) BTU + North Window(s) BTU
3. تعداد افراد در اتاق سرور
هدف از ایجاد اتاق سرور این است که افراد بطور دائم در اتاق سرور کار نکنند. ولی اگر در اتاق سرور افرادی وجود دارند که بطور دائم مشغول کار هستند بایستی در محاسبه آورده شوند. هر شخص 400 BTU گرما تولید می کند.
Total Occupant BTU = Number of occupants x 400
4. تجهیزات در اتاق سرور
بطور واضح و روشن بیشترین گرمای تولید شده در اتاق سرور بوسیله تجهیزات موجود در اتاق سرور است مقدار برق دستگاههای الکترونیکی را بر اساس Wat اندازه گیری می کنند .
Wat کلیه داستگاهها اعم از روتر ،سوییچ و سرورها یا راک ها را با هم جمع کرده و سپس در عدد 3.4 ضرب می کنیم. ظرفیت گرمایی راک ها بر حسبKVA است که باید آن را بهWat تبدیل می کنیم.
Equipment BTU = Total wattage for all equipment x 3.4
گرمای محسوس در تجهیزات در مراکز کامپیوتر 556/237 وات بر متر مربع معادل 15 تا 175 بی تی یو در ساعت بر متر مربع طبق استاندارد اشر می باشد.
5. روشنایی در اتاق سرور
تعداد چراغهای اتاق سرور را جمع کرده و سپس در 4.25 ضرب می کنیم.
Lighting BTU = Total wattage for all lighting x 4.25
حرارت تولید شده کلیه BTUها را با هم جمع می کنیم تا ظرفیت پکیج مان تعیین شود.
Total Heat Load = Room Area BTU + Windows BTU + Total Occupant BTU + Equipment BTU + Lighting BTU
در اتاق های سرور باید دمای داخل راک ها و فضای اطراف آن دائماً کنترل شود و درصورت افزایش دما راک ها و فضای اطراف ظرفیت سرمایشی پکیج افزایش می یابد. این امر توسط حسگری که در نزدیکی راک ها قرار دارد انجام مشود که با افزایش دمای راک خود یه خود ظرفیت سرمایشی پکیج افزایش می یابد. توجه داشته باشید گرمای اتاق در حالتی که سیستم سرمایشی برای اتاق در نظر گرفته نشده باشد می تواند تا 80 درجه سانتیگراد زیاد شود بنابراین باید پکیج با ظرفیت مناسب و تمحیداتی برای مخلوط نشدن هوای گرم و سرد در نظر گرفته شود.
ASHRAE TC 9.9استاندارد اشراتاق سرور
Recommendedدمای پیشنهادی اتاق سرور
Allowable دمای مجاز اتاق سرور
Temperatureدرجه حرارت اتاق سرور
18-27 deg C (64.4- 80.6 Degrees F)
15-32 deg C (59-90 Degrees F)
Humidityدرجه رطوبت اتاق سرور
5.5-15 deg C Dew Point (41.9-59 Degrees F )
20%-80% RH
اتاق تميز صنايع ميكروالكترونيک:و اتاق ای سی تهویه بالا به پایین کلین روم جریان آرام صنایع میکروالکترونیک:Down – Flow Clean room
در این نوع طراحی کلین روم جریان آرام جریان هوا از سقف به کف می باشد که کف از یک صفحه مشبک تشکیل شده و زیر آن فیلتر ها قرار دارند. سقف کلین روم جریان آرام کاملاً از فیلتر های شبکه ای با بازده بالا که توسط یک صفحه مشبک محافظت میشود تشکیل شده است .در بيشتر صنايع ميكروالكترونيک از امتداد قائم جريان استفاده مى شود كه از سقف وارد اتاق شده (پس از عبور از فيلترهاى با بازده بالا) و از بالا به روى محصولات جريان يافته و از كف خارج مى شود. بديهى است كه هر مقدار كه تعداد افراد و نيز تجهيزات در کلین روم كمتر باشد به يكنواختى جريان هوا و در نتيجه انتقال مؤثر ذرات آلوده كننده به خارج از اتاق كمک مى كند. در اين صنايع در شرايط خاص ممكن است از جريان افقى يا با زاويه 45 درجه استفاده شود كه در اين صورت ممكن است رسيدن به درجه تميزى لازم دشوار باشد.
لازم است براى حذف ذرات از هواى ورودى به اتاق از فيلترهاى هپا با بازده 99,9995 % براى ذرات به قطر 0,1 ميكرون استفاده شود زيرا عملاً در فضاى اتاق ذرات بخار سيليكون با قطر 0,1 ميكرون وجود دارد. براى طبقه بندى 110و 100 اغلب سرعت هوا در داخل اتاق به، مقدار 0,5 متر بر ثانيه ( 100 فوت بر دقيقه) مناسب مى باشد زيرا براى صنايع دقيق اين سرعت جواب مناسبى در عبور از بين افراد و مقاطع بحرانى و ادوات توليدى داده است. براى طبقه هاى 1000 و 10000 و 100000 طراحى سيستم تهويه بر اساس سرعت هوا به ترتيب 0.15 و 0.25 و 0,09 متر بر ثانيه انجام مى شود.
لازم است هوا از پانل هاى مشبک كه در كف تعبيه مى شوند و داراى دمپر لازم براى تنظيم جريان مى باشند، از اتاق خارج گردد. در طبقه هاى 1، 10 ،100نیاز به 100 % پوشش كف توسط پانل هاى شكاف دار است. در حالى كه براى طبقه هاى 1000 و 10000 کلین روم تنها به 50 % پوشش پانل هاى مشبک نياز است. فن گردش دهنده هوا از نوع محورى است و لازم است الكتروموتور آن خارج از مسير جريان هوا قرار گيرد. انتقال ارتعاشات فن به اتاق کلین روم بايد حداقل باشد و نبايد از200 هرتز تجاوز نمايد. همچنين براى كاهش آلودگى هاى صوتى فن در کلین روم از عايقهاى صوتى مناسب مانند بسته هاى كتابى پرشده از ماده پلى پروپيلن در غلظت بالا يا از الياف خاص فايبرگلاس استفاده كرد.
به طور كلى بايد تمام سيستم فن ها، كويل ها و داكت ها و همچنين پانل هاى مشبك مستقر در كف کلین روم به گونه اى طراحى و نصب شوند كه در شرايط استفاده از فيلترهاى تميز افت فشار از 500 پاسكال بيشتر نباشد. با توجه به اين كه حجم هواى گردش كننده در کلین روم بالاست، لازم است از فن هاى ويژه همراه با اقدامات لازم براى كاهش صدا استفاده شود. چنانچه از سيستم پلنيوم (سيستم داراى محفظه هاى هواى تحت فشار) در کلین روم استفاده مى شود، لازم است عمق پلنيوم به اندازه ای باشد كه توزيع يكنواختى از هوا در قسمت هاى بالايى فيلترها ايجاد شود. معمولاً سرعت افقى جريان هوا به پلنيوم حدود 5 متر بر ثانيه ( 10000 فوت بر دقيقه) درنظر گرفته مى شود. تمام تجهيزات تغييردهنده شرايط هوا در کلین روم مانند كويل هاى سرمايى و گرمايى و سيستم تغيير رطوبت هوا قبل از محل فيلترها قرار مى گيرند.
در کلین روم مخصوص صنايع ميكروالكترونيک به علت استفاده از گازها و مواد حلال و پاک كننده كه خاصيت مشتعل شدن بالايى دارند و همچنين وجود دما و فشار زياد كارى در فرآيند ساخت قطعاتى مانند وافرها، همواره امكان آتش سوزى در این کلین روم ها وجود دارد. بنابراين نياز به يك سيستم اطفاء حريق به وسيله لوله كشى در قسمتهاى بالا و پايين فيلترها و در قسمت زيرين كف مى باشد.براى اعلام و كنترل حريق نياز به سنسورهاى حساس به آتش و حرارت زياد در کلین روم ها مى باشد.
مشخصات کلی کلین روم برای صنایع میکرو الکترونیک

در صنایع دقیق میکروالکترونیک برای کنترل ساخت قطعات شرایط بیان شده کلین روم در زیر مطلوب است:

1. ذرات کمتر از یک ذره در کلین روم با قطر 0.1 میکرون در هر فوت مکعب
2. تغییرات دما درکلین روم 0.1 ± درجه سانتی گراد
3. تغییرات رطوبت نسبیدر کلین روم 2%±
4. ارتعاش کمتر از یک میکرو اینچ (0.025 میکرون) برای جابجایی قائم با فرکانس بین صفر تا 200 هرتز در کلین روم.
5. صدا کلین روم: کمتر از 60 دسی بل.
6. ارگانیزم ها در هوا کلین روم: کمتر از 1ppm
7. اسید ها، گازها و بخارها در هوا کلین روم: کمتراز 1ppm
8. تداخل الکترومغناطیسی در کلین روم (EMI): زیر حد حساسیت
9. الکترومغناطیسی در کلین روم (EMR): 100 دسیبل تضعیف توانایی
10.گازهای فرآیند ها در کلین روم: فیلتر کردن تا ذرات 0.1 میکرون
11.مایعات فرآیند ها در کلین روم: فیلتر کردن تا ذرات 0.1 میکرون (بسته به نوع مایع)
12.استفاده از سیستم های کنترلی در کلین روم برای اطمینان از رسیدن یا دور شدن از مشخصات بیان شده در بالا.
بیشترین کاربردهای کلین روم صنايع ميكروالكترونيک در ساخت نیمه هادیهاست. زیرا عملیات ساخت در اندازه هایی حدود مولکول انجام می شود و نتیجه کار بستگی به پاکی و تمیز هوای محیط از ذرات و مواد به کار گرفته شده دارد. در طی مراحل ساخت نیمه هادیها کلاس تمیزی بین 10 و 11 نیاز می باشد.


جهت مشاوره کارشناسان ما تماس حاصل فرمائید: 02144174341 .
درخصوص مشاوره و استعلام قیمت می‌توانید از طریق شماره تماس 09964866763 با ما در ارتباط باشید.​

مقاله ها مرتبط