Объяснение чистых помещений класса 1000: стандарты ISO 6, пределы содержания частиц и области применения

В чистом помещении класса 1000 допускается содержание не более 1000 частиц размером 0,5 микрона или более на кубический фут воздуха, что делает его эквивалентным чистому помещению класса 6 по ISO в соответствии с ISO 14644-1. Это широко распространенная среда для сборки электроники, производства медицинского оборудования, точной оптики и вторичных фармацевтических операций, поскольку она сочетает в себе контроль загрязнения с практической экономикой эксплуатации. Короче говоря, если для вашего процесса требуется воздух с HEPA-фильтром, положительное давление, контролируемая температура и влажность, а также строгая одежда, но не требуется сверхнизкое содержание частиц, соответствующее стандарту ISO 5, или более чистое помещение, то чистое помещение класса 1000, вероятно, является подходящей спецификацией.

В этой статье объясняются точные пределы содержания частиц, требования к воздушному потоку, распространенные области применения, расходные материалы и методы мониторинга, которые вам необходимо знать перед проектированием, строительством или эксплуатацией чистого помещения класса 1000.

Что такое чистое помещение класса 1000?

Термин «Класс 1000» взят из Федерального стандарта США 209E (FED-STD-209E), который классифицирует чистые помещения по максимальному количеству частиц размером 0,5 микрона или более на кубический фут воздуха. Помещение класса 1000 допускает ровно 1000 таких частиц на кубический фут. После прекращения использования FED-STD-209E в 2001 году стандарт ISO 14644-1 стал глобальным эталонным стандартом. В соответствии с этой системой чистое помещение класса 1000 называется чистым помещением класса 6 по ISO, а пределы содержания частиц выражаются в частицах на кубический метр.

В таблице ниже приведены ограничения, определяющие класс.

«1000» — это не произвольное число. Он определяет максимальную стационарную концентрацию частиц размером 0,5 мкм, измеренную в согласованном рабочем состоянии или состоянии покоя, определенном в вашем протоколе проверки. Если регулярный мониторинг показывает, что количество превышает этот предел, помещение не соответствует требованиям, и вам необходимо выяснить источник, прежде чем продолжить производство.

Воздушный поток, фильтрация и дизайн помещения

В чистых помещениях класса 1000 обычно используется неоднонаправленный турбулентный поток воздуха. Кондиционированный воздух поступает через установленные на потолке фильтры HEPA, сметает частицы вниз и к решеткам возвратного воздуха на нижнем уровне и рециркулирует после прохождения через систему фильтрации. HEPA-фильтры с эффективностью 99,99% при размере частиц 0,3 мкм являются стандартным выбором для этого класса.

Проектировщики обычно указывают 60–90 воздухообменов в час для помещения класса 6 по ISO. Эта высокая скорость обмена разбавляет частицы, образующиеся от персонала и технологического оборудования, что является основным механизмом, удерживающим в помещении предел в 1000 частиц на кубический фут.

Положительное давление и параметры окружающей среды

В помещении должен поддерживаться положительный перепад давления не менее 10–15 паскалей относительно соседних помещений более низкой категории, предотвращающий попадание нефильтрованного воздуха внутрь при открывании дверей. Температура обычно поддерживается на уровне 21–23 °C, а относительная влажность – 45–55%, в зависимости от процесса. Поскольку некоторые продукты, такие как антистатическая одежда и чистящие салфетки, работают лучше при умеренной влажности, при проектировании системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха следует учитывать весь производственный процесс, а не только количество частиц.

Общие применения для чистых помещений класса 1000

Помещения класса 6 по стандарту ISO расположены между сверхчистыми зонами обработки полупроводников и более спокойными общими производственными помещениями, что делает их экономически эффективным выбором для многих процессов:

• Сборка электроники и поддержка полупроводников: Станции сборки печатных плат, обработки пластин и узлов сборки, требующие защиты от частиц в воздухе, но не требующие ламинарного воздушного потока.
• Прецизионная оптика: Шлифование, полировка, нанесение покрытия и проверка линз, при которых одна частица размером 0,5 мкм может испортить оптическую поверхность.
• Сборка медицинского оборудования: Производство катетеров, имплантатов и диагностических устройств, которые должны соответствовать внутренним требованиям к чистоте.
• Фармацевтическая вторичная упаковка: Блистерная упаковка, маркировка и картонирование продукции, уже произведенной в более строгих условиях чистых помещений.
• Аэрокосмическая и оборонная промышленность: Сборка гироскопов, датчиков и авионики, где загрязнение частицами сокращает срок службы компонентов.

Расходные и защитные материалы для эксплуатации класса 1000

Персонал является крупнейшим источником частиц в любом чистом помещении. Правильная одежда для помещений класса 6 по ISO обычно включает комбинезон для чистых помещений или халат ESD, капюшон, перчатки и специальную обувь или бахилы для чистых помещений. Антистатическая одежда не только ограничивает выброс частиц; он также контролирует статические заряды, которые притягивают частицы и повреждают чувствительную электронику.

Антистатический халат с отложным воротником для контроля статического электричества в чистых помещениях Этот антистатический халат помогает контролировать статические заряды и выброс частиц для персонала, работающего в средах класса 6 по ISO, что делает его практичным выбором для зон, чувствительных к электростатическому разряду. Посмотреть продукт →

Не менее важна ежедневная уборка поверхностей, оборудования и полов. Безворсовые салфетки для чистых помещений из трикотажного полиэстера или микроволокна удаляют частицы и остатки, не оставляя волокон. Ан Обзор антистатической беспыльной ткани является хорошей отправной точкой при выборе протирочных материалов для зон, чувствительных к электростатическому разряду, поскольку не все протирочные материалы для чистых помещений обладают одинаковыми антистатическими характеристиками.

1009LE полиэфирная трикотажная протирочная машина для чистых помещений для критической уборки Эти салфетки из полиэстера с низким содержанием частиц и низкой экстрагируемостью подходят для чистки машин и рабочих поверхностей в контролируемых условиях, обеспечивая прочность при минимальном высвобождении волокон. Посмотреть продукт →

Тот же принцип отсутствия осыпания применим и к тщательной очистке. Тампоны для чистых помещений с поролоновым или полиэфирным наконечником проникают в узкие щели, модули камер, полости датчиков и печатающие головки, куда не может поместиться скребок, что делает их незаменимыми для точного обслуживания оптики и электроники. Поставщики, которые производят эти расходные материалы в сопоставимых условиях чистых помещений, упрощают процесс квалификации. Например, компания Suzhou Jujie Electron Co., Ltd. производит салфетки и тампоны для чистых помещений в сертифицированных NEBB помещениях классов 5 и 6 по стандарту ISO, что дает командам по закупкам уверенность в том, что продукция производится в среде, по крайней мере, такой же чистой, как и в помещении класса 1000, где она будет использоваться.

Безворсовая полиэфирная чистящая тампон для точного ухода Эти термоскрепленные полиэфирные тампоны устойчивы к растворителям и эффективно удаляют жир, клей и остатки флюса, что делает их незаменимыми для узких зазоров и прецизионной оптики. Посмотреть продукт →

Материалы для контроля входа, такие как липкие коврики и липкие ролики, улавливают частицы с подошв обуви и одежды, прежде чем персонал пройдет глубже в контролируемую зону. Вместе эти расходные материалы образуют уровень ежедневной эксплуатации, который обеспечивает стабильность помещения класса 1000 между циклами мониторинга.

Мониторинг и поддержание соответствия

Классификация – это не единовременное измерение. ISO 14644-2 требует регулярного тестирования количества частиц, чтобы убедиться, что помещение остается в пределах указанного класса. Для помещений класса 6 по ISO испытания обычно проводятся как в состоянии покоя, так и в рабочем состоянии. Состояние покоя сообщает вам, могут ли помещение и его система фильтрации самостоятельно обеспечить уровень чистоты; рабочее состояние сообщает вам, генерируют ли ваши фактические рабочие процессы, численность персонала и оборудование частицы, которые превышают предел.

На практике загрязнение чистого помещения класса 1000 происходит из нескольких повторяющихся источников:

Доминирование персонала объясняет, почему дисциплина в ношении одежды, антистатические коврики и частота уборки имеют большее значение, чем дополнительная фильтрация. Большинство помещений класса 6 по ISO остаются стабильными, если система HVAC обслуживается должным образом, а операторы соблюдают основные протоколы чистых помещений.

Класс 1000 по сравнению с другими классами чистых помещений

Выбор класса чистого помещения зависит от того, сколько частиц может выдержать ваш процесс. В приведенной ниже таблице сравниваются максимально допустимые количества частиц размером ≥ 0,5 мкм на кубический фут для распространенных классов FED-STD-209E. Ширина полос соответствует логарифмическому масштабу, поэтому различия остаются видимыми.

Для большинства операций по производству электроники и оптики переход от класса 1000 к классу 100 увеличивает производительность системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, степень фильтрации, требования к одежде и частоту испытаний, часто с небольшой измеримой выгодой, если допуск процесса уже известен. В случае сомнений проконсультируйтесь с инженером по чистым помещениям и проведите определение характеристик частиц в реальном процессе, прежде чем переходить к более строгому классу.