Tiêu chuẩn độ ẩm phòng sạch quy định như thế nào?

Độ ẩm trong phòng sạch là gì?

Độ ẩm phòng sạch là lượng hơi nước có trong không khí của phòng sạch, hơi nước chính là dạng khí của nước và vô hình với mắt người. Có hai khái niệm về độ ẩm là: Độ ẩm tương đối và độ ẩm tuyệt đối.

Độ ẩm tương đối: là tỉ số của áp suất hơi nước hiện tại của bất kỳ một hỗn hợp khí nào với hơi nước so với áp suất hơi nước bão hòa tính theo đơn vị là %. Định nghĩa khác của độ ẩm tương đối là tỉ số giữa khối lượng nước trên một thể tích hiện tại so với khối lượng nước trên cùng thể tích đó khi hơi nước bão hòa.

Độ ẩm tuyệt đối: là lượng hơi nước tồn tại trong một thể tích hỗn hợp dạng khí nhất định.

Đơn vị phổ biến dùng để tính độ ẩm tuyệt đối là gam trên mét khối (g/m³). Tuy nhiên, việc

tính toán độ ẩm tuyệt đối không tính đến nhiệt độ của hệ thống; giá trị này bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi nhiệt độ không khí hoặc khí áp suất không khí thay đổi.

Tiêu chuẩn về nhiệt độ và độ ẩm trong phòng sạch

Các hướng dẫn chung về phòng sạch nêu rõ rằng mức Độ ẩm Tương đối (RH) trong phòng sạch nên duy trì trong khoảng 30 - 40% RH. Thông thường, nhiệt độ dưới 21 độ C (70 độ F) có dải +/- 2% RH. Mặc dù phòng sạch có hệ thống điều áp, bạn vẫn cần phải cẩn thận hơn để đảm bảo rằng mức độ ẩm trong phòng sạch không dao động

Độ ẩm cao có thể gây ra một loạt các vấn đề trong phòng sạch, chẳng hạn như sự phát triển của vi khuẩn, xuống cấp/hư hỏng sản phẩm, ăn mòn và tĩnh điện. Tĩnh điện trực tiếp can thiệp vào chuyển động của các hạt bên trong phòng sạch, có thể gây ra các vấn đề sản xuất nghiêm trọng. Độ ẩm cao có thể làm cho dung môi bay hơi và ngưng tụ hơi ẩm.

Độ ẩm trong phòng sạch liên tục thay đổi sẽ làm cho nhân viên cảm thấy khó chịu. Những vấn đề này có thể dẫn đến những sai lầm tốn kém, sản phẩm chất lượng thấp và thậm chí có thể gây ra sự chậm trễ nghiêm trọng trong sản xuất.

Tại sao phải kiểm soát độ ẩm trong phòng sạch?

Khi nhân viên vệ sinh phòng sạch hoặc kỹ thuật viên làm việc ,họ sẽ giải phóng một lượng hạt bụi cao hơn vào phòng sạch của bạn. Điều này, có khả năng gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến các tiêu chuẩn sản xuất.

Độ ẩm tương đối là một trong những điều kiện môi trường thường được chỉ định cho các hoạt động phòng sạch. Độ ẩm tương đối trong phòng sạch bán dẫn thường được kiểm soát theo giá trị mục tiêu ở đâu đó trong phạm vi 30 đến 50 phần trăm và với dung sai hẹp tới 1% đối với một số khu vực thậm chí ít hơn để xử lý tia cực tím sâu (DUV) giữ không khí trang điểm trong các thông số kỹ thuật này trong suốt cả năm đòi hỏi vốn và chi phí hoạt động. Nhưng tại sao kiểm soát độ ẩm tương đối trong phòng sạch lại đảm bảo chi phí như vậy?
Rất đơn giản, vì độ ẩm tương đối ảnh hưởng đến một số yếu tố có thể làm giảm hiệu suất phòng sạch nói chung, bao gồm:

+ Vi khuẩn phát triển;
+ Tích tụ điện tĩnh;
+ Ăn mòn kim loại;
+ Ngưng tụ độ ẩm;
+ Suy thoái quang khắc;
+ Hấp thụ nước.

Vi khuẩn và các chất gây ô nhiễm sinh học khác (nấm mốc, vi rút, nấm, ve) phát triển mạnh ở độ ẩm tương đối trên 60 phần trăm. Một số quần thể vi khuẩn cũng tăng khi độ ẩm tương đối lớn hơn 30 phần trăm. Phạm vi 40 đến 60 phần trăm trong độ ẩm tương đối giảm thiểu tác động của vi khuẩn và nhiễm trùng đường hô hấp
Độ ẩm cao hơn trở nên ngột ngạt; độ ẩm thấp hơn 30 phần trăm dẫn đến khô, nứt da, khó chịu đường hô hấp..

Độ ẩm cao thực sự giảm thiểu sự tích tụ điện tích tĩnh trên bề mặt phòng sạch. Hiệu quả rất đáng mong đợi. Đó là độ ẩm thấp có lợi cho sự tích tụ điện và sự phóng điện tĩnh có khả năng gây tổn hại. Điện tích tĩnh bắt đầu tiêu tan nhanh chóng khi độ ẩm tương đối vượt quá 50 phần trăm, nhưng vẫn tồn tại trong thời gian dài trên các bề mặt không dẫn điện hoặc không có nền tảng khi dưới 30 phần trăm.
Mặc dù độ ẩm tương đối từ 35 đến 40 phần trăm có thể là một điều chấp nhận được, nhưng phòng sạch bán dẫn thường kết hợp các tính năng điều khiển bổ sung để hạn chế tích tụ điện tĩnh.

Tốc độ của nhiều phản ứng hóa học, bao gồm cả quá trình ăn mòn, tăng lên khi tăng độ ẩm tương đối. Tất cả các bề mặt tiếp xúc với không khí phòng sạch xung quanh nhanh chóng được bao phủ bởi ít nhất một lớp nước. Khi các bề mặt này là màng kim loại mỏng có thành phần phản ứng với nước, độ ẩm cao sẽ phản ứng. May mắn thay, một số kim loại, chẳng hạn như nhôm, tạo thành một oxit bảo vệ với nước ngăn chặn phản ứng oxy hóa hơn nữa; mặt khác, oxit đồng không bảo vệ được, vì vậy bề mặt đồng dễ bị ảnh hưởng bởi độ ẩm cao.

Ở độ ẩm tương đối cao, lực mao dẫn được tạo ra bởi nước ngưng tụ tạo thành cầu nối liên kết giữa hạt và bề mặt, và có thể làm tăng độ bám dính của hạt với bề mặt silicon. Hiệu ứng này sự ngưng tụ không quan trọng ở độ ẩm tương đối dưới 50% nhưng có thể tạo thành lực chi phối của độ bám dính hạt ở độ ẩm tương đối thấp tới 70%.

Cho đến nay, nhu cầu cấp thiết nhất về kiểm soát độ ẩm trong phòng sạch bán dẫn xuất phát từ sự nhạy cảm của chất phát quang. Đó là nhà quang học đòi hỏi các giới hạn kiểm soát chặt chẽ nhất (đắt nhất) vì tính chất của nó rất nhạy cảm với độ ẩm tương đối.

Trên thực tế, cả độ ẩm và nhiệt độ tương đối đều quan trọng để chống lại sự ổn định và kiểm soát kích thước chính xác. Ngay cả ở nhiệt độ không đổi, độ nhớt của chất phát quang giảm nhanh khi độ ẩm tương đối tăng. Thay đổi độ nhớt, tất nhiên, thay đổi độ dày của màng chống quay bằng công thức phủ cố định. Tài liệu tham khảo 2 trích dẫn một minh chứng thử nghiệm trong đó sự thay đổi ba phần trăm về độ ẩm tương đối tạo ra sự thay đổi độ dày 59,2 A (sic) về độ dày điện trở.
Ngoài ra, chống sưng sau một chu kỳ nướng có thể bị nặng thêm do sự hấp thụ nước ở độ ẩm tương đối cao. Chống bám dính cũng có thể bị ảnh hưởng xấu bởi độ ẩm tương đối cao; độ ẩm thấp (~ 30 phần trăm) tạo điều kiện chống lại sự bám dính ngay cả khi không có chất biến tính polyme, chẳng hạn như hexamethyldisilazane (HMDS).
Kiểm soát độ ẩm tương đối trong phòng sạch bán dẫn không phải là tùy chọn. Nhưng, theo thời gian, thật tốt để xem xét lý do và cơ sở cho các thực tiễn phổ biến, được chấp nhận rộng rãi.

Độ ẩm ảnh hưởng như thế nào đến phòng sạch?

Độ ẩm thấp

- Độ ẩm thấp làm da có xu hướng trở nên khô hơn, dễ bong tróc hơn, từ đó có thể gia tăng lượng bụi trong phòng sạch. 

- Điều kiện độ ẩm thấp cũng gây ra hiện tượng tĩnh điện. Đối với phòng sạch, điều này có thể dẫn đến các hạt trong không khí dễ bị kéo đến các mặt có trạng thái luồng không khí ổn định. Tĩnh điện cũng gây ra các hạt dính vào gang tay của người vận hành, làm tăng nguy cơ lây nhiễm tạp chất.

- Độ ẩm thấp có thể gây khó chịu đường hô hấp.

Độ ẩm cao

- Vi sinh vật có nhiều khả năng phát triển và sinh sôi

- Gây xuống cấp, hư hỏng sản phẩm

- Có khả năng ăn mòn kim loại

- Mồ hôi tăng lên, ảnh hưởng đến bộ đồ phòng sạch, gây khó chịu cho  người vận hành, da dễ bị phát ban.