کاربرد کلین روم در الکترونیک

معرفی و بررسی کاربرد کلین روم در الکترونیک

اتاق تمیز (کلین روم) ، اتاقی می باشد که از لحاظ برخی پارامتر ها مثل تعداد ذرات موجود ، آلودگی ، گرد و غبار،آلاینده ها ، دما و فشار تحت کنترل می باشد . با توجه به تعداد ذرات موجود در هوای این اتاق ها ، به کلاس هایی تقسیم بندی می گردند . این تقسیم بندی با توجه به استانداردهایی که وجود دارند متفاوت می باشند . کلین روم  ها براساس ویژگی به خصوصی که دارند در بسیاری از مراکز کاربرد دارند . برای مثال در بیمارستان ها ، آزمایشگاه ها ،صنایع الکترونیک ،هسته ای ، مراکز تولید دارو و در تمامی جاهایی که کنترل آلودگی حائز اهمیت است استفاده می گردد . کلین روم ها با توجه به کاربردهایی که دارند ، کلاس آنها نیز متفاوت است؛ در این مقاله راجب کاربرد کلین روم در الکترونیک صحبت خواهیم نمود .

چرا در صنایع الکترونیکی به اتاق تمیز نیاز داریم ؟

یکی از عوامل ایجاد آتش سوزی ایجاد اتصال کوتاه می باشد ، که کلین روم ها این مشکل را برطرف می کنند .

در نتیجه وجود گردوغبار و ذرات در هوا و نشستن آنها برروی دستگاه های الکترونیکی مثل دستگاه های راک مخابراتی طول عمر قطعات و دستگاه ها کم می شود. همچنین نشستن گردوغبار بر روی چیپست ها به دلیل اینکه از رسیدن خنکی و سرما به این قطعات جلوگیری می کند ، بنابراین این قطعات و دستگاه داغ شده و سپس منجر به کاهش طول عمر و سوختگی قطعه می شود همچنین منجر به افزایش دما محیط اطراف دستگاه می گردد .

نشستن گردوغبار و ذرات بر روی دستگاه ها و قطعات ، منجر به داغی قطعه گشته و درنهایت دستگاه برای خنک کردن خود باید انرژی برق بیشتری مصرف نماید .

بنابراین به علت حساسیت بالای قطعات اتاق تمیز الکترونیک در حین ساخت نسبت به تاثیرات خارجی و همچنین جلوگیری از اتلاف انرژی به اتاق هایی با کنترل ذرات و آلودگی های هوا نیاز داریم ، که کلین روم ها گزینه های بسیار مناسبی برای صنایع الکترونیکی می باشد .

کلاس بندی کلین روم ها در صنایع الکترونیک

با توجه به کاربرد کلین روم در الکترونیک و اهمیت آن ، با توجه به استانداردهای متفاوت ، کلین روم ها به کلاس هایی تقسیم بندی می گردند  . که در این قسمت راجع به کلاس های دو نوع استاندارد ایزو14644 و 209D فدرال صحبت خواهیم نمود.

• کلاس های کلین روم در صنایع الکترونیکی طبق استاندارد 209D فدرال

با توجه به کاربرد کلین روم در الکترونیک ، استانداردهای جهانی کلاس بندی هایی انجام داده اند که این کلاس بندی ها با توجه به نوع استاندارد متفاوت می باشد . برای مثال بر اساس استاندارد 209D فدرال ، اتاق های تمیز به کلاس بندی های 1،10،100،1000،10000،100000 تقسیم می گردند که هریک کاربرد به خصوصی را در صنایع دارند .

کلاس اول و دهم استاندارد 209D  فدرال به میکروالکترونیک ،IC ها اختصاص دارند . کلاس اول به قطعاتی که سایز هندسی آنها کمتر از میکرون می باشد اختصاص دارد . کلاس 10 به نیمه هادی ها ،IC ها و چیپ های الکترونیکی و قطعاتی که سایز هندسی آنها از 2 میکرون کمتر باشد ، اختصاص دارد . کلاس 100 در ساخت مدارهای الکترونیکی  کاربرد دارد و همچنین در کلاس 100000 عمل مونتاژ قطعات کامپیوتری و الکترونیکی انجام می گیرد .

• کلاس های کلین روم در صنایع الکترونیک طبق استاندارد ایزو 14644

این استاندارد کلین روم ها را به 9کلاس تقسیم بندی می کند که نام هرکلاس از 1تا9 می باشد . تعداد ذرات کلاس اول کمتر بوده و درنتیجه هوای تمیز تری نسبت به سایر سطوح دارد . هر کلاس با توجه به تعداد ذرات امکانات خاصی برای تهویه هوا دارد .

ویژگی ها و تجهیزات اتاق تمیز در صنایع الکترونیکی

کنترل دما ، فشار ، رطوبت ، نور و ذرات ، کنترل آلودگی ، باکتری و میکروب ها وحذف آنها ، وجود سیستم های نظارتی و فیلتراسیون HEPA جز ویژگی هایی می باشد که کلین روم صنایع الکترونیک باید آن را دارا باشد .

لباس های مخصوص کارکنان ، کفپوش های ضدباکتری ، ایرلاک (دوش هوا) ، وسایل تهویه هوا ، اگزاست فن ، پس باکس ، تجهزات الکتریکی ، لامپ  ، میز های مخصوص ، پرده پی وی سی ، شوینده ها و مواد ضد باکتری ،  ساندویچ پان دیواری و پانل سقفی ، درب غیر همباد و هم باد ، پنجره جز موارد استفاده شده در کلین روم ها می باشند .

همانطور که گفتیم کاربرد کلین روم در الکترونیک شایع شده است . در کلین روم هایی که در الکترونیک نقش دارند باید به موارد زیر توجه گردد :

• جریان هوای کلین روم ها

در حالت کلی کلین روم های ساخته شده دارای سه نوع جریان هوای یکطرفه (لامینار)، مختلط و متلاطم می باشند . که جریان هوای خوب به عملکرد صحیح و کاربرد کلین روم در الکترونیک کمک شایانی می کنند.

هوای یک طرفه (لامینار) : در جریان هوای یک طرفه ، ذرات هوا به صورت موازی با هم و در یک جهت پس از عبور از فیلتر وارد شده و سپس آلودگی ها را خارج می کند . این جریان هوا باتوجه به سمتی که از آن وارد و یا خارج می گردد به موارد زیر تقسیم بندی می گردد :

• • جریان هوای یک طرفه از پایین به بالا : در این حالت جریان هوا به شکل یکطرفه ، فیلترو سرد شده از کف وارد شده و هوا که که گرم می شود با آلودگی ها از سقف خارج می گردد .
  • جریان هوای یک طرفه از بالا به پایین :در این حالت جریان هوا که به شکل یک طرفه ، سرد و فلیتر شده می باشد از سقف وارد شده و به صورت گرم شده از کف اتاق خارج می گردد .
  • جریان هوای یک طرفه از سقف به دیواره ها : در این حالت هوا از سقف وارد شده و از دیواره ها خارج می گردد ، این جریان هوا در اتاق هایی که کف کاذب ندارند ، استفاده می شود.
  • جریان هوای یک طرفه از کف به دیواره ها : این جریان هوا از کف اتاق وارد شده و سپس از دیواره های اتاق تمیز خارج می گردد . جریان هوای یک طرفه از کف به دیواره ها در کلین روم هایی با عدم توانایی خروج گرما از طریق سقف مناسب می باشد
  • جریان هوای یک طرفه از دیواره به سقف : در این حالت هوا از دیواره ها وارد و از سقف خارج می گردد .
  • جریان هوای یک طرفه از دیواره ها به کف : در این حالت نیز هوای سرد یک طرفه که فیلتره شده از دیواره ها وارد شده و از کف هوایی که گرم گشته خارج می گردد .

جریان هوای متلاطم : در این حالت جریان هوا موازی و همسو نبوده و به صورت سرد ، فیلتر شده و آشفته از سقف وارد گشته و سپس از طریق دریچه های اکزاست خارج می گردد.

جریان هوای مختلط : جریان هوای مختلط به مخلوطی از هوای موازی و متلاطم می باشد که در بخش های متفاوت کاربرد دارد . این جریان هوا به دلیل هزینه پایین و بازدهی بالا بسیار کاربرد دارد .

• استفاده از پرده ایربلاک در اتاق سرور

پرده ایربلاک جهت محصور کردن هوای گرم و سرد اتاق سرور کاربرد دارد . این کار در اتاق های متفاوت عملکرد متفاوتی دارد . برای مثال اگر قصد محصور کردن هوای گرم داشته باشیم ، ایربلاک هوای گرمی که از راک ها بیرون می زند را در پرده ها PVC محصور کرده و سپس از سقف اتاق خارج می کند و درنهایت هوای سرد وارد اتاق می گردد و برعکس این اتفاق در محصور کردن هوای سرد رخ می دهد . این کار برای افزایش راندمان انجام می پذیرد .

• اندازی گیری گرمای داخل اتاق کلین روم

گرما و دمای کلین روم در الکترونیک باید دائما اندازه گرفته شود و تحت کنترل باشد .

در محاسبه دمای کلین روم مواردی همچون مساحت کف اتاق تمیز ، تعداد افراد در داخل اتاق ، گرمایی که توسط لامپ و سایر تجهیزات الکترونیکی تولید می گردد ، موقعیت پنجره ها حائز اهمیت بوده و باید مدنظر قرار داده شوند .

راک ها یکی از موارد اتاق تمیز هستند که حتما باید دمای داخل آنها و فضای اطرافشان اندازه گرفته شده و کنترل گردد . در صورتی که دمای راک زیاد شود ، حسگری که در نزدیکی راک قرار دارد ظرفیت سرمایشی پکیج را افزایش داده و منجر به تعادل رسیدن دما گردد.

• استفاده ازسیستم اطفاء حریق

به علت کاربرد کلین روم در الکترونیک و همچنین کاربرد مواد شیمیایی حلال و گازهایی که توانایی اشتعال زایی دارند و همچنین افزایش فشار و دما در حین ساخت قطعات ، احتمال آتش سوزی در این کلین روم ها زیاد می باشد . بنابراین به سنسوری های حساس به حرارت نیاز داریم که کاربرد کلین روم در الکترونیک را موثر کنند و از ایجاد هرگونه خسارت جلوگیری کند .

• استفاده از فیلترهای هپا ، سیستم های تغییر رطوبت ، هواساز وعایق های صوتی

جهت فیلتر هوای ورودی به کلین روم و حذف ذرات موجود درآن از فیلترهای هپا استفاده می گردد . همچنین جهت تنظیم روبت از کویل هایی استفاده می گردد .

برای کاهش آلودگی ها صوتی در کلین روم ها از عایق های صوتی استفاده می شوند ، اینها مانند بسته های کتابی می باشند که از الیاف خالص فایبرگلاس و با پلی پروپیلن در غلظت بالا پر و ساخته شده اند.

ناحیه قرار گیری سیستم های تغییر رطوبت هوا و دما قبل از فیلتر ها می باشد .

بررسی قوانین در کلین روم الکترونیک

رعایت قوانین زیر در کاربرد کلین روم در الکترونیک ضروری است که در ادامه این قوانین را برای شما عزیزان شرح داده ایم:

• کنترل آلاینده ها باید به دقت صورت گرفته و از ورود هرگونه آلاینده از خارج به محیط ایزوله جلوگیری گردد .
• استفاده از دستگاه های با کیفیت جهت جلوگیری از تولید آلاینده در حین کارکرد آنها .
• جلوگیری از تجمع آلاینده ها در محیط های کنترل شده و پاکسازی سریع آلودگی ها و آلاینده ها از محیط .
• ممنوعیت خوردن ،آشامیدن و ورود هرگونه اشیاء خارجی به داخل کلین روم
• استفاده از لباس و کفش مخصوص اتاق تمیز، که این مورد باتوجه به کلاس اتاق های تمیز دارای تفاوت هایی می باشد .

نتیجه گیری

در صنایع الکترونیک به دلیل حساسیت قطعات در برابر ذرات و آلودگی ها ، از اتاق هایی با قابلیت تنظیم و کنترل آلاینده ، ذرات و دما برای ساخت ، طراحی و مونتاژ قطعات الکتریکی داریم ، که بهترین گزینه برای این کار ، کلین روم ها می باشند . بنابراین کاربرد کلین روم در الکترونیک منجر به افزایش بازدهی صنایع الکترونیک می گردد . کلین روم ها با توجه به استاندارد های متفاوتی که وجود دارد کلاس بندی می گردند و اساس کلاس بندی ها تعداد ذرات ، آلاینده ها ، فشار هوا ، سرما ، گرما و رطوبت می باشد . موارد زیادی وجود دارد که در کلین روم ها باید به آنها توجه نمود ، از جمله این موارد میتوان به نوع جریان هوای موجود در اتاق تمیز ، هواساز ها ، سنسورهای ضدحرارت ، استفاده از ایربلاک ها ، استفاده از فیلترهای هپا ، استفاده از عایق های صوتی و بسیاری موارد دیگر که باتوجه به حساسیت کار ازآنها استفاده می گردد ، اشاره نمود که در مقاله « کاربرد کلین روم در الکترونیک » به توضیح آن ها پرداختیم .