Làm thế nào để thiết lập một khu vực sạch cục bộ trong một trạm làm việc mở?

Trạm làm việc mở không có vách ngăn và con người cũng như vật liệu có thể ra vào tự do. Việc làm sạch một phần trong những điều kiện như vậy không thể được giải quyết bằng cách treo FFU phía trên trạm làm việc.

Khi không khí sạch đi xuống từ bề mặt cấp khí, trước tiên nó phải đi qua sản phẩm rồi mới lấy đi các hạt xung quanh. Nếu hướng luồng không khí sai hoặc bị cản trở bởi gió bên cạnh thì dù lượng cung cấp không khí có lớn đến đâu cũng không thể bảo vệ được các vị trí quan trọng. Hãy bắt đầu với một số khía cạnh thực tế.

Để không khí sạch bao phủ khu vực vận hành thực tế

Phạm vi bảo vệ của khu vực sạch cục bộ không phải là bề mặt trạm làm việc mà là khu vực nhỏ nơi sản phẩm thực sự tiếp xúc.

Việc xác định khu vực này phụ thuộc vào vị trí của phôi, phạm vi chuyển động của cánh tay vận hành và cách đặt dụng cụ. Một số sản phẩm máy trạm được đặt ở giữa, khu vực được bảo vệ là trung tâm của bàn; một số sản phẩm máy trạm nằm trên thiết bị cố định và có thể bị lệch sang một bên và bề mặt cấp khí cũng phải bị lệch tương ứng.

Khoảng cách giữa bề mặt cấp không khí và trạm làm việc cũng rất quan trọng. Nếu khoảng cách quá xa, luồng không khí sẽ lan rộng khi đến phôi; nếu khoảng cách quá gần, hoạt động có thể bị ảnh hưởng hoặc thậm chí các dụng cụ hoặc bộ phận sẽ bị nổ. Khoảng cách này thường yêu cầu thử nghiệm tại chỗ để xem liệu luồng không khí có thể bao phủ ổn định mà không cản trở hoạt động bình thường hay không.

Nếu có hệ thống chiếu sáng, đường ống hoặc kết cấu cơ khí phía trên khu vực làm việc, hãy đảm bảo rằng các vật thể này không chặn bề mặt cấp khí. Nếu FFU được lắp đặt phía trên máy trạm và bề mặt thoát khí bị chặn một phần bởi chùm tia thì phạm vi bao phủ thực tế sẽ giảm.

Biên giới mở yêu cầu xác minh tại chỗ

Ranh giới của máy trạm mở là ảo. Liệu luồng không khí có thể được duy trì hay không cần phải được nhìn thấy trong thực tế.

Rèm bên hoặc rèm mềm có thể chặn một số cơn gió ngang, nhưng chúng sẽ làm thay đổi đường thoát luồng khí. Sau khi thêm rèm, nguồn cung cấp không khí có thể bị hạn chế bên trong rèm hoặc có thể bị cuốn ra ngoài khi mở rèm. Rất khó để dự đoán hoàn toàn những thay đổi này bằng tính toán. Nên quan sát luồng không khí trong điều kiện hoạt động bình thường.

Khi quan sát, hãy chú ý đến một số thời điểm: khi mọi người đến gần khu vực làm việc, khi các công cụ được đưa vào từ bên cạnh và khi sản phẩm được đưa vào hoặc lấy ra từ một bên. Những hành động này sẽ thay đổi luồng không khí cục bộ và việc vượt qua bài kiểm tra tĩnh không có nghĩa là bài kiểm tra động cũng đủ tiêu chuẩn.

Nếu cạnh khu vực làm việc có lỗ thông gió điều hòa, máy hút mùi hoặc cửa đóng mở thường xuyên thì luồng gió từ những vị trí này sẽ tác động trực tiếp vào khu vực được bảo vệ. Đầu tiên hãy ghi lại nguồn và hướng của các nhiễu bên ngoài này, sau đó quyết định cách lắp đặt thiết bị cục bộ.

Sự can thiệp bên phải được xử lý riêng

Gió bên là nguồn gây nhiễu phổ biến cho việc vệ sinh cục bộ các trạm làm việc mở.

Nó có thể đến từ nguồn cung cấp điều hòa không khí, khí thải từ các máy trạm lân cận, luồng khí do người di chuyển xung quanh gây ra hoặc quạt làm mát của chính thiết bị. Gió ngang không cần phải lớn lắm. Miễn là hướng hướng về khu vực được bảo vệ, không khí sạch có thể bị thổi bay và các hạt có thể xâm nhập vào vị trí sản phẩm.

Có một số cách xử lý: điều chỉnh hướng cửa gió điều hòa sao cho luồng gió chính không thổi thẳng vào chỗ làm việc; thêm vách ngăn hoặc rèm mềm ở bên cạnh khu vực làm việc để thay đổi đường dẫn luồng khí; tăng nhẹ bề mặt cấp không khí cục bộ để cho phép phạm vi bảo vệ bao phủ các vị trí bị ảnh hưởng bởi nhiễu.

Những điều chỉnh này cần được lựa chọn dựa trên điều kiện hiện trường và không có câu trả lời cố định. Đôi khi việc di chuyển trạm làm việc đến vị trí khác sẽ hiệu quả hơn là bổ sung thêm thiết bị tại chỗ.

Cách chọn giữa thanh lọc toàn bộ phòng và thanh lọc một phần , ranh giới bảo vệ của kế hoạch cục bộ phải tương ứng với lộ trình tiếp xúc thực tế. Như đã đề cập trong Đối với các trạm làm việc mở, phải đặc biệt chú ý đến sự cản trở của luồng không khí bên ngoài ranh giới. Ngược lại, dù ranh giới có được vẽ ra tốt đến đâu thì nó cũng không thể được duy trì.

Lựa chọn thiết bị và vị trí lắp đặt

Các thiết bị thường được sử dụng trong khu vực sạch tại địa phương bao gồm FFU, EFU và bàn làm việc sạch.

FFU được lắp đặt phía trên trạm làm việc, thích hợp cho những trường hợp có trần treo hoặc giá đỡ. Khi lựa chọn, hãy kiểm tra kích thước bề mặt cửa thoát khí, lượng không khí và áp suất tĩnh bên ngoài để đảm bảo tốc độ không khí cần thiết có thể được duy trì ở độ cao của trạm làm việc. Trang sản phẩm cung cấp không khí sạch FFU có các gói tiêu chuẩn và tùy chỉnh.

EFU thường được sử dụng bên trong thiết bị hoặc ở những vị trí không gian chật hẹp. Nếu máy trạm nằm cạnh thiết bị hoặc không gian phía trên bị hạn chế thì EFU có thể phù hợp hơn. Trang bộ lọc quạt phía thiết bị EFU có hướng dẫn cho các cấu trúc khác nhau.

Bàn làm việc sạch sẽ có nguồn cung cấp không khí và vỏ bọc riêng, phù hợp cho các trạm làm việc có khu vực hoạt động tập trung. Tuy nhiên, phạm vi bảo vệ của bàn làm việc còn hạn chế và sản phẩm vẫn cần được bảo vệ khác khi vận chuyển ra ngoài bàn làm việc.

Lựa chọn bộ lọc phải tương ứng với kích thước hạt mục tiêu và mức độ sạch. Trang lọc HEPA và ULPA có các thông số dành cho các cấp độ sản phẩm khác nhau. Khi lựa chọn, hãy kiểm tra hiệu quả của mô hình cụ thể ở thể tích không khí mục tiêu.

Vị trí lắp đặt phải tránh xa vật cản và thuận tiện cho việc thay thế và bảo trì phần tử bộ lọc. Nếu thiết bị được lắp đặt quá cao hoặc quá xa bên trong thì việc bảo trì sẽ gặp rắc rối.

Vận hành và bảo trì

Sau khi xây dựng xong khu vực sạch cục bộ, tình trạng vận hành cần được xác nhận thường xuyên.

Tốc độ gió và hướng luồng khí sẽ thay đổi do bụi tích tụ trên bộ phận lọc, sự lão hóa của quạt hoặc sự can thiệp từ bên ngoài. Nên thường xuyên đo tốc độ gió tại các vị trí quan trọng của trạm làm việc và quan sát xem có bất kỳ sai lệch nào về hướng của luồng không khí hay không. Nếu nhận thấy hiệu quả bảo vệ bị giảm, trước tiên hãy kiểm tra điện trở của phần tử bộ lọc và vòng đệm lắp đặt, sau đó kiểm tra xem có nhiễu từ bên ngoài hay không.

Chu kỳ thay thế phần tử lọc được đánh giá dựa trên chênh lệch áp suất vận hành và nồng độ đầu ra chứ không chỉ dựa trên thời gian. Như đã đề cập trong Sự khác biệt giữa cấp độ sạch và hiệu quả lọc là gì ? Cấp không gian và hiệu quả của bộ lọc là hai thứ khác nhau và cần được ghi lại riêng trong quá trình bảo trì.

Nếu nhiều thiết bị cục bộ cần được quản lý thống nhất, có thể xem xét kiểm soát nhóm. Hệ thống điều khiển nhóm FFU có thể định cấu hình các chiến lược vận hành theo khu vực và khoảng thời gian để hỗ trợ thực hiện nhiệm vụ và khắc phục sự cố.

Ví dụ về đánh giá dự án

Một trạm lắp ráp điện tử được đặt trong một xưởng mở. Phía trên nhà ga có cửa thoát khí và lối đi dành cho nhân viên ở bên cạnh.

Kế hoạch ban đầu đã lắp đặt một FFU phía trên máy trạm và tốc độ gió tĩnh ở mức bình thường. Tuy nhiên, trong quá trình sản xuất, công nhân cho biết thỉnh thoảng có các hạt ở vị trí sản phẩm. Cuộc điều tra cho thấy không khí điều hòa không khí thổi từ bên cạnh và làm sai lệch luồng khí cung cấp không khí của FFU. Vị trí sản phẩm nằm chính xác trong vùng bảo vệ yếu sau khi bị lệch.

Phương pháp điều chỉnh: Làm lệch hướng cửa gió điều hòa để giảm thổi trực tiếp vào nơi làm việc; thêm một vách ngăn trong suốt ở một bên của trạm làm việc để chặn luồng không khí do người di chuyển xung quanh gây ra. Sau khi điều chỉnh, tốc độ gió được đo lại và luồng không khí trong khu vực được bảo vệ trở lại ổn định.

Một dự án khác không có đủ không gian phía trên máy trạm nên EFU được lắp đặt ở bên cạnh thiết bị, với hướng cấp khí thẳng hàng với vị trí vận hành. Sau khi lắp đặt, hãy kiểm tra tốc độ gió và phạm vi phủ sóng để xác nhận rằng các yêu cầu đã được đáp ứng.

Hai tình huống này minh họa rằng: việc vệ sinh một phần các trạm làm việc mở, việc lựa chọn thiết bị và điều chỉnh vị trí phải được xem xét cùng nhau.

Những điểm chính để lựa chọn và kiểm tra chấp nhận