Mức độ nhạy cảm của linh kiện quang học và yêu cầu khắt khe đối với phòng sạch điện tử

Linh kiện quang học có đặc điểm chung là cấu tạo tinh vi, bề mặt nhạy cảm và yêu cầu khớp nối chính xác giữa nhiều lớp vật liệu. Khi sản phẩm hướng đến phân khúc cao cấp như camera AI, module thị giác máy, cảm biến LiDAR hoặc quang học bán dẫn, mọi sai lệch trong quá trình chế tạo đều ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất phát – thu ánh sáng. Độ rung ở mức con người không cảm nhận được vẫn có thể gây ra sai lệch trong đường quang, dẫn tới lỗi hội tụ, méo hình, điểm chết hình ảnh hoặc giảm độ nhạy quang học.

Phòng sạch điện tử vốn đã yêu cầu môi trường kiểm soát nghiêm ngặt về bụi, nhiệt độ và độ ẩm. Khi sản xuất linh kiện quang học, mức độ kiểm soát này còn tăng thêm một bậc. Bởi lẽ, chất lượng không khí và mức độ ổn định của sàn thao tác có thể ảnh hưởng trực tiếp tới bề mặt thấu kính hoặc quá trình căn chỉnh quang học có độ chính xác nanomet.

>>> Tìm hiểu thêm về: Xu hướng “Micro Clean Zone” trong nhà máy điện tử giảm chi phí nhưng vẫn đạt chuẩn ISO

Nguồn gây rung phổ biến trong phòng sạch điện tử, tác động lên dây chuyền quang học

Nhiều doanh nghiệp thường đánh giá thấp tác động của rung động, cho đến khi tỷ lệ lỗi tăng mà không rõ nguyên nhân. Vấn đề không chỉ đến từ máy móc cỡ lớn, mà còn từ những yếu tố ít ai ngờ tới như thiết bị phụ trợ, luồng gió, hệ kết cấu hoặc thậm chí hoạt động của nhân sự trong phòng sạch.

Rung có thể xuất phát từ máy nén khí, hệ thống HVAC, quạt FFU, bơm chân không, dây chuyền lân cận hoặc phương tiện di chuyển bên ngoài xưởng. Tần số rung truyền qua kết cấu sàn có thể khiến những thiết bị quang học siêu nhạy bị lệch tiêu điểm trong quá trình căn chỉnh. Nhiều phòng sạch điện tử dùng FFU mật độ cao, và chính FFU cũng có thể tạo ra rung cơ học nếu cánh quạt mất cân bằng hoặc khung treo không cố định tốt.

Trong các dây chuyền quang học, rung động làm tăng nguy cơ trầy xước bề mặt thấu kính, sai lệch thông số mài, gây mất ổn định trong quá trình phủ màng quang học và khiến hệ thống đo laser không thể duy trì độ chính xác. Hệ quả cuối cùng là tỷ lệ phế phẩm tăng, chất lượng không đồng đều và dữ liệu đo kiểm mất tính tin cậy.

>>> Tìm hiểu thêm về: Vì sao phòng sạch điện tử ngày càng phải “linh hoạt hóa”? Xu hướng chuyển từ thiết kế cố định sang mô-đun

Kiến trúc phòng sạch điện tử và vai trò của thiết kế chống rung

Nếu như khâu vận hành có thể điều chỉnh bằng công cụ đo kiểm, thì kiến trúc phòng sạch lại là yếu tố nền tảng quyết định khả năng chống rung của cả nhà máy. Khi nhà máy sản xuất linh kiện quang học hướng đến tiêu chuẩn cao, thiết kế sàn, hệ khung panel, chân đế máy và cách ly kết cấu cần được tính toán kỹ. Việc bố trí phòng sạch điện tử ở khu vực có ít tác động từ xe tải, mô tơ công suất lớn hoặc dây chuyền dập cơ khí là ưu tiên hàng đầu.

Hệ thống sàn treo chống rung cũng là giải pháp được sử dụng trong các nhà máy quang học tiên tiến. Sàn được cấu tạo bởi nhiều lớp vật liệu có khả năng hấp thụ dao động, kết hợp với khung chống rung đặc biệt giúp giảm biên độ tại từng vị trí lắp máy. Khi thiết bị yêu cầu độ chính xác tuyệt đối như hệ đo interferometer hoặc máy căn chỉnh laser, doanh nghiệp thường tách riêng buồng thao tác vào một không gian cách ly hoàn toàn với kết cấu chính của nhà xưởng.

Bên cạnh yếu tố kết cấu, việc phân vùng chức năng trong phòng sạch điện tử cũng ảnh hưởng đến mức độ rung. Các hoạt động có tải động lớn nên được đặt xa khu vực mài, phủ màng hoặc căn chỉnh quang học. Luồng nhân sự cũng cần được kiểm soát, tránh khu vực đang thực hiện thao tác nhạy cảm. Sự kết hợp giữa kiến trúc hợp lý và vận hành khoa học giúp phòng sạch đạt trạng thái ổn định cơ học lâu dài.

Thiết bị đo rung và hệ thống giám sát giúp đảm bảo độ ổn định theo thời gian

Để duy trì chất lượng sản xuất, doanh nghiệp cần giám sát rung liên tục thay vì chỉ kiểm tra khi có sự cố. Các cảm biến đo gia tốc, cảm biến rung tần số cao và thiết bị phân tích FFT được tích hợp vào hệ thống giám sát môi trường chung của phòng sạch điện tử. Dữ liệu theo thời gian thực giúp phát hiện ngay các dấu hiệu bất thường như thay đổi biên độ rung, tăng dao động do động cơ FFU xuống cấp hoặc dao động nền từ máy móc bên ngoài.

Nhờ có dữ liệu, doanh nghiệp có thể xác định nhanh nguồn gây rung, điều chỉnh thiết bị hoặc xử lý kết cấu mà không cần tạm dừng dây chuyền sản xuất. Việc xây dựng cơ sở dữ liệu rung theo thời gian dài giúp đánh giá xu hướng suy giảm thiết bị và lập kế hoạch bảo trì phòng sạch chính xác hơn.

Sự kết hợp giữa thiết bị giám sát và mô hình vận hành thông minh giúp phòng sạch điện tử duy trì mức độ ổn định cần thiết cho những linh kiện quang học nhạy cảm nhất.

Kiểm soát rung là chìa khóa để nâng cao chất lượng linh kiện quang học trong kỷ nguyên mới

Trong bối cảnh linh kiện quang học ngày càng phức tạp và yêu cầu độ chính xác cao hơn, doanh nghiệp không thể chỉ tập trung vào lọc khí hay kiểm soát hạt bụi mà bỏ qua yếu tố cơ học của môi trường. Kiểm soát rung trong phòng sạch điện tử trở thành chìa khóa để tạo ra sản phẩm có độ ổn định cao, giảm lỗi sản phẩm và đảm bảo độ tin cậy cho từng lô hàng.

Những doanh nghiệp đầu tư bài bản vào kiểm soát rung không chỉ giảm tỷ lệ phế phẩm mà còn đạt được lợi thế cạnh tranh bền vững, đặc biệt trong các ngành kỹ thuật cao như camera di động, thiết bị quang học AI, cảm biến LiDAR, module quang học viễn thông hay sản phẩm hỗ trợ xe tự hành.