Clean room, clean booth là gì?
Phòng sạch công nghiệp điện tử
Clean room là tên tiếng anh của phòng sạch, ngoài việc tìm kiếm các từ khóa phòng sạch thì bạn cũng có thể tìm kiếm từ khóa Clean room để đọc và nghiên cứu các tài liệu của nước ngoài.
Clean booth cũng là tên tiếng anh của phòng sạch, tuy nhiên Clean booth dùng để chỉ các phòng sạch có diện tích nhỏ hơn so với Clean room.
Quá trình hình thành và phát triển của phòng sạch
Ứng dụng đầu tiên của phòng sạch là trong lĩnh vực y tế, các công trình ban đầu được nghiên cứu và phát triển bởi Pasteur, Koch, Lister và các nhà sinh học tiên phong khác đã chỉ ra rằng: sự nhiễm khuẩn là nguyên nhân của nhiều căn bệnh, mà một trong những nguyên nhân chính của sự nhiễm khuẩn là sự mất vệ sinh trong môi trường.
Vào những năm 1860, lần đầu tiên Joseph Lister – một giáo sư ở Đại Học Tổng Hợp Glasgow đã phát triển một hệ thống phòng khép kín nhằm hạn chế các loại bụi bẩn, chống sự nhiễm khuẩn ở Viện xá Hoàng Gia Glasgow – Royal Infirmary, là một Viện xá được thành lập bởi trường Đại Học Glasgow, hiện nay đổi tên thành Glasgow Western Infirmary. Đây được xem như là phòng sạch đầu tiên trên thế giới, tuy nó còn đơn giản và sử dụng các thiết bị thô sơ nhưng đã đánh dấu cho bước đầu của ngành công nghiệp sử dụng phòng sạch.
Kể từ thế chiến thứ II, hệ thống phòng sạch đã được ứng dụng nhiều hơn trong việc sản xuất và chế tạo các loại vũ khí quân sự, súng ống. Do đó mà các thiết bị trong phòng sạch như máy hút ẩm, máy hút bụi đơn giản đã được ứng dụng vào trong phòng sạch. Tiếp đến là nhờ vào việc nghiên cứu và phát triển vũ khí hạt nhân, sinh và hóa dẫn đến sự ra đời của các hệ thống lọc không khí.
Kể từ năm 1955, các hệ thống lọc không khí với công suất lớn được sản xuất nhằm đáp ứng được cho nhu cầu của các phòng sạch có kích thước lớn. Trước đây, khi chưa ứng dụng phòng sạch vào sản xuất, Công ty điện tử Western Electric Company (Winston-Salem, Mỹ) đã gặp rất nhiều rắc rối khi sản xuất ra các sản phẩm lỗi, hư hỏng trong quá trình sử dụng do sự có mặt của các hạt bụi có trong không khí phòng sản xuất linh kiện. Do đó mà họ đã ứng dụng phòng sạch vào trong sản xuất với nhiều thiết bị và máy móc hiện đại hơn như: hệ thống lọc, hệ thống điều khiển, quần áo, trang thiết bị bảo hộ lao động phòng sạch,… nhằm tránh được các loại bụi bẩn bám vào linh kiện.
Cho đến thời điểm hiện tại, phòng sạch được ứng dụng rất nhiều trong đời sống và sản xuất như: y tế, khoa học nghiên cứu, nhà máy sản xuất vật liệu, linh kiện điện tử, lý, hóa, sinh, cơ khí chính xác, dược phẩm,…
Tiêu chuẩn phòng sạch
Ứng dụng của phòng sạch đa dạng như vậy, thì tiêu chuẩn đánh giá phòng sạch, một căn phòng được gọi là sạch sẽ như thế nào?
Tiêu chuẩn đầu tiên của phòng sạch đó chính là hàm lượng bụi bẩn lơ lửng bên trong không khí được khống chế đến mức nào (các loại bụi bám cũng không loại trừ). Bạn thử làm phép so sánh giữa sợi tóc người có đường kính khoảng 100 µm, các hạt bụi lơ lửng bên trong phòng sạch có đường kính từ 0.5 đến 50 µm, vậy sợi tóc có thể gấp từ 2 đến 200 lần các hạt bụi lơ lửng.
Vào năm 1963 tại Mỹ, lần đầu tiên tiêu chuẩn về phòng sạch đã được đưa ra một cách nghiêm túc, và hiện nay tiêu chuẩn này đã được dùng chung cho toàn thế giới. Tiêu chuẩn phòng sạch quy định lượng hạt bụi lơ lửng trong một đơn vị thể tích không khí, người ta chia thành các tầm kích cỡ bụi là loại phòng được xác định bởi số lượng hạt bụi có kích thước lớn hơn 0.5 µm trên một thể tích là 1 foot khối (ft3) không khí trong phòng sạch.
Dưới đây sơ đồ các thông số yêu cầu của phòng sạch
Tiêu chuẩn Federal Standard 209 (1963) – tiêu chuẩn đo độ bụi phòng sạch
Đây là tiêu chuẩn đầu tiên đối với phòng sạch, được quy định vào năm 1963 có tên là 209, thời gian sau tiếp tục được cải tiến, hoàn tiện thành các phiên bản 209 A (1966), 209 B (năm 1973),… cho đến chuẩn 209 E (năm 1992).
|
Số hạt/ft3 |
|||||
| Loại | ≥ 0.1 µm | ≥ 0.2 µm | ≥ 0.3 µm | ≥ 0.5 µm | ≥ 5.0 µm |
| 1 | 35 | 7.5 | 3 | 1 | – (*) |
| 10 | 350 | 75 | 30 | 10 | – |
| 100 | – | 750 | 300 | 100 | – |
| 1000 | – | – | – | 1000 | 7 |
| 10000 | – | – | – | 10000 | 70 |
| 100000 | – | – | – | 100000 | 700 |
Bảng 1: Giới hạn bụi trong tiêu chuẩn 209 (1963)
Ý nghĩa ký hiệu sử dụng:
(*): chỉ số
– là không xác định
Tiêu chuẩn Federal Standard 209 E (1992) – đo độ bụi trong phòng sạch
Tiêu chuẩn này xác định hàm lượng bụi lửng trong không khí theo đơn vị chuẩn (đơn vị thể tích không khí là m3). Sự phân loại phòng sạch được xác định theo thang loga của hàm lượng bụi có đường kính lớn hơn 0,5 μm. Dưới đây là bảng tiêu chuẩn FS 209 E.
|
Tên loại |
Các giới hạn |
||||||||||
| ≥ 0.1 µm | ≥ 0.2 µm | ≥ 0.3 µm | ≥ 0.5 µm | ≥ 5.0 µm | |||||||
| Đơn vị | Đơn vị | Đơn vị | Đơn vị | Đơn vị | |||||||
| SL | English | m3 | ft3 | m3 | ft3 | m3 | ft3 | m3 | ft3 | m3 | ft3 |
| M1 | 350 | 9.91 | 757 | 2.14 | 30.9 | 0.875 | 10.0 | 0.283 | |||
| M1.5 | 1 | 1240 | 35.0 | 265 | 7.50 | 106 | 3.00 | 35.3 | 1.00 | – | – |
| M2 | 3500 | 99.1 | 757 | 21.4 | 309 | 8.75 | 100 | 2.83 | – | – | |
| M2.5 | 10 | 12400 | 350 | 2650 | 75.0 | 1060 | 30.0 | 35.5 | 10.0 | – | – |
| M3 | 35000 | 991 | 7570 | 214 | 3090 | 87.5 | 100 | 28.3 | – | – | |
| M3.5 | 100 | – | – | 26500 | 750 | 10600 | 300 | 353 | 100 | – | – |
| M4 | – | – | 75700 | 2140 | 30900 | 875 | 1000 | 283 | – | – | |
| M4.5 | 1000 | – | – | – | – | – | – | 35300 | 1000 | 247 | 7.00 |
| M5 | – | – | – | – | – | – | 100000 | 2830 | 618 | 17.5 | |
| M5.5 | 10000 | – | – | – | – | – | – | 353000 | 10000 | 2470 | 70.0 |
| M6 | – | – | – | – | – | – | 1000000 | 28300 | 6180 | 175 | |
| M6.5 | 100000 | – | – | – | – | – | – | 3530000 | 100000 | 24700 | 7000 |
| M7 | – | – | – | – | – | – | 10000000 | 283000 | 61800 | 1750 | |
Bảng 2: Giới hạn bụi trong tiêu chuẩn 209 E (1992)
Tiêu chuẩn ISO 14644-1
Theo tổ chức tiêu chuẩn Quốc tế (International Standards Organization – ISO) đã quy định các tiêu chuẩn về phòng sạch tiêu chuẩn quốc tế. Tiêu chuẩn ISO 14644-1 được phát hành năm 1999 có tên “Phân loại độ sạch không khí” (Classification of Air Cleanliness). Các loại phòng sạch được quy định dựa trên biểu thức:
Trong đó:
Cn: là hàm lượng cho phép tối đa tính bằng đơn vị hạt/m3 của bụi lơ lửng trong không khí lớn hơn hoặc bằng kích thước xem xét.
N: là chỉ số phân loại ISO, không vượt quá 9 và chỉ số cho phép nhỏ nhất là 0.1
D: là đường kính hạt tính theo µm.
Dựa trên công thức trên ta dễ dàng xác định được giới hạn hàm lượng bụi, đồng thời dễ dàng phân loại từng cấp phòng sạch theo như bảng 3 dưới đây:
| Loại |
Giới hạn nồng độ cho phép (hạt/m3) |
|||||
| 0.1 µm | 0.2 µm | 0.3 µm | 0.5 µm | 1.0 µm | 5.0 µm | |
| ISO 1 | 10 | 2 | – | – | – | |
| ISO 2 | 100 | 24 | 10 | 4 | – | – |
| ISO 3 | 1000 | 237 | 102 | 35 | 8 | – |
| ISO 4 | 10000 | 2370 | 1020 | 352 | 83 | – |
| ISO 5 | 100000 | 23700 | 10200 | 3520 | 832 | 29 |
| ISO 6 | 1000000 | 237000 | 102000 | 35200 | 8320 | 293 |
| ISO 7 | – | – | – | 352000 | 83200 | 2930 |
| ISO 8 | – | – | – | 3520000 | 832000 | 29300 |
| ISO 9 | – | – | – | 35200000 | 8320000 | 293000 |
Bảng 3: Giới hạn hàm lượng bụi trong tiêu chuẩn ISO 14644-1
Lưu ý:
- Mức độ nhiễm bẩn trong không khí phòng sạch còn phụ thuộc vào các hạt bụi sinh ra trong các hoạt động trong phòng, chứ không chỉ là con số cố định của phòng.
- Các tiêu chuẩn của phòng luôn đòi hỏi các hệ thống làm sạch liên hoàn, và còn quy định về quy mô phòng và số lượng người bên trong.
- Ngoài các tiêu chuẩn này, mỗi ngành nghề khác nhau có thể đòi hỏi chuẩn mực riêng, ví dụ trong ngành công nghiệp vi mạch bán dẫn đòi hỏi khác ngành y.
- Công nghiệp bán dẫn thao tác với các phần tử vật liệu có kích thước tính bằng Micron, vì vậy mà yêu cầu rất khắt khe về hàm lượng bụi nhỏ, trong khi ngành y tế lại đòi hỏi cao về mức độ sạch và điều hòa không khí nhằm chống nhiễm khuẩn.
Trên đây là định nghĩa phòng sạch là gì, các tiêu chuẩn trong phòng sạch. Hi vọng sẽ giúp ích được các bạn trong quá trình nghiên cứu và tìm hiểu về phòng sạch.
Phongsachcongnghiep.com, nơi bạn có thể tìm kiếm tất cả các trang thiết bị phòng sạch đạt chuẩn, và đang được sử dụng nhiều tại Việt Nam.
Ứng dụng của các cấp phòng sạch
Loại 1 (Cleanroom Class 1)
– Loại phòng thuộc các nhà máy sản xuất mạch tích hợp với công nghệ kích thước siêu nhỏ.
Loại 10 (Cleanroom Class 10)
- Loại phòng thuộc các nhà máy sản xuất bán dẫn dùng sản xuất các mạch tích hợp có bề rộng dưới 2 ILm.
Loại 100 (Cleanroom Class 100)
- Loại phòng đòi hỏi không có vi khuẩn, bụi để sử dụng sản xuất các loại thuốc tiêm vô khuẩn.
- Loại phòng phẫu thuật cấy mô.
- Loại phòng hậu phẫu sau phẫu thuật cấy mô xương.
Loại 1000 (Cleanroom Class 1000)
- Loại phòng sản xuất trang thiết bị quang học chất lượng cao.
- Loại phòng sản xuất bạc đạn kích thước siêu nhỏ.
Loại 10,000 (Cleanroom Class 10,000)
- Loại phòng lắp ráp trang thiết bị thủy lực, khí nén, các loại van điều khiển trợ động, các thiết bị định giờ và bộ truyền động chất lượng cao.
- Loại phòng để sử dụng sản xuất các loại thuốc tiêm vô khuẩn.
Loại 100,000 (Cleanroom Class 100,000)
- Loại phòng dùng cho công việc liên quan đến quang học.
- Loại phòng dùng lắp ráp linh kiện điện tử, thủy lực và khí nén.
- Loại phòng dùng để sản xuất dược phẩm, thực phẩm
Phòng sạch có độc hại không?
Như chúng tôi đã đề cập ở trên thì phòng sạch là một phòng phải đạt chuẩn, các tiêu chuẩn phòng sạch áp dụng cho nhà máy sản xuất linh kiện điện tử, nhà máy sản xuất dược phẩm,… Do đó phòng sạch rất an toàn và hoàn toàn không có độc hại.
Các tác nhân gây hại ảnh hưởng đến sức khỏe người lao động đều bị loại bỏ khỏi từ Air shower, do đó bạn hoàn toàn yên tâm khi vào trong phòng sạch để làm việc.
Ngoài ra, khi làm việc trong phòng sạch, bạn còn được bảo vệ bởi các trang thiết bị bảo hộ lao động như: găng tay, quần áo, thảm chống tĩnh điện, mũ nón,…
