Phòng sạch SMT và mức độ kiểm soát phù hợp cho bảng mạch điện tử

Trong dây chuyền SMT, các công đoạn in kem hàn, gắp đặt linh kiện và reflow yêu cầu môi trường sạch ổn định, nhưng không đòi hỏi cấp độ quá cao. Bản chất của SMT nằm ở độ chính xác của linh kiện điện tử và quá trình hàn nối, vì vậy phòng sạch chủ yếu tập trung vào việc kiểm soát bụi để tránh tắc vòi gắp, lỗi in kem hàn hoặc tạp chất bám lên linh kiện trước khi hàn. Mức độ sạch phổ biến cho khu vực SMT thường dao động trong khoảng Class 100000 hoặc Class 10000 tùy sản phẩm và yêu cầu của khách hàng.

Môi trường phòng sạch SMT còn cần kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm để đảm bảo vật liệu PCB và linh kiện không bị hút ẩm, gây nổ chip trong lò reflow hoặc làm sai lệch kết quả in kem hàn. Độ ẩm có thể duy trì trong mức 40 đến 60 phần trăm tùy từng nhà máy. Ngoài ra, tĩnh điện luôn là yếu tố bắt buộc phải kiểm soát trong sản xuất điện tử. Dây chuyền SMT yêu cầu sàn chống tĩnh điện, dây tiếp địa và đồng phục ESD để giảm nguy cơ phá hỏng linh kiện.

Phòng sạch SMT có đặc điểm là dễ quy mô hóa. Do yêu cầu kỹ thuật không quá khắt khe, doanh nghiệp có thể mở rộng line sản xuất mà không phải thay đổi toàn bộ hệ thống HVAC. Đây cũng là lý do nhiều nhà máy điện tử ưu tiên lắp đặt thiết bị lọc khí như FFU, hệ thống lọc HEPA hoặc Air Shower để giữ môi trường sạch ở mức phù hợp với SMT mà không cần đầu tư quá lớn.

>>> Tìm hiểu thêm về: So sánh phương pháp Laminar Flow vs Turbulent Flow trong sản xuất điện tử

Phòng sạch lắp ráp module quang và yêu cầu môi trường siêu tinh khiết

Trái ngược với SMT, khu vực lắp ráp module quang học như camera module, lens, VCSEL hay cảm biến TOF đòi hỏi mức độ sạch rất cao. Một hạt bụi chỉ vài micron có thể làm sai lệch đường truyền ánh sáng, tạo điểm chết trên cảm biến hoặc gây lỗi khi căn chỉnh thấu kính. Điều này dẫn đến yêu cầu phòng sạch phải đạt từ Class 1000 đến Class 100 tùy công đoạn và đặc thù của sản phẩm.

Lắp ráp module quang yêu cầu môi trường không chỉ sạch mà còn phải ổn định tuyệt đối. Độ rung phải được khống chế để không ảnh hưởng đến việc căn chỉnh lens. Nhiệt độ và độ ẩm cần giữ ở mức hẹp để tránh lệch tiêu cự hoặc biến dạng vật liệu. Độ ẩm thường được kiểm soát thấp hơn so với SMT nhằm hạn chế hơi nước, mốc và sự hình thành tĩnh điện có thể ảnh hưởng tới bề mặt quang học.

Trong phòng sạch quang học, các thiết bị hỗ trợ cũng phải tinh vi hơn. Hệ thống lọc khí yêu cầu mật độ FFU cao hơn để giảm tốc độ sinh bụi. Pass Box và Air Shower thường được sử dụng ở mức độ nghiêm ngặt để đảm bảo nhân sự và vật tư không mang bụi vào khu vực lắp ráp. Ngoài ra, nhân công vận hành module quang phải được trang bị trang phục sạch chuyên dụng, hạn chế tối đa sợi vải và hạt vi bụi từ cơ thể.

Một điểm khác biệt quan trọng là phòng sạch module quang cần kiểm soát ánh sáng và độ phản xạ trong khu vực lắp ráp. Bề mặt phản xạ có thể ảnh hưởng đến quá trình hiệu chỉnh quang học, vì vậy màu sắc vật liệu, sơn tường và cấu trúc phòng thường được thiết kế đặc thù hơn so với phòng sạch SMT.

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

Lý do hai loại phòng sạch này khác nhau về yêu cầu kỹ thuật

Sự khác biệt giữa phòng sạch SMT và phòng sạch module quang đến từ chính bản chất của sản phẩm. SMT tập trung vào mạch điện, nơi bụi ảnh hưởng chủ yếu đến quy trình hàn và độ chính xác của thiết bị gắp đặt. Những lỗi này thường dễ phát hiện và sửa chữa. Trong khi đó, module quang học lại cực kỳ nhạy với hạt bụi. Chỉ cần một hạt bụi nhỏ xuất hiện trong quá trình gắn thấu kính hoặc căn chỉnh cảm biến, sản phẩm có thể trở nên không sử dụng được và gây thất thoát lớn. Điều này lý giải vì sao khu vực lắp ráp quang yêu cầu phòng sạch cấp độ cao hơn, thiết bị nghiêm ngặt hơn và quy trình vận hành chặt chẽ hơn nhiều lần.

Ngoài ra, linh kiện quang học thường có giá trị cao hơn so với linh kiện SMT thông thường, dẫn đến yêu cầu kiểm soát rủi ro tốt hơn. Nhiều nhà máy quang học áp dụng các tiêu chuẩn quốc tế nghiêm ngặt như ISO 14644 Class 100 hoặc thậm chí Class 10 cho một số công đoạn đặc biệt.

Tối ưu phòng sạch điện tử theo đúng đặc thù công nghệ của từng dây chuyền

Khi đầu tư phòng sạch điện tử, doanh nghiệp cần xác định chính xác loại sản phẩm và yêu cầu kỹ thuật của từng công đoạn. Không phải nhà máy nào cũng cần phòng sạch cấp độ cao của ngành quang học. Việc xây dựng quá mức gây tốn kém và tăng chi phí vận hành. Ngược lại, thiếu kiểm soát trong dây chuyền quang học lại dẫn đến tỷ lệ lỗi cao và thiệt hại lớn.

Các doanh nghiệp đang phát triển song song cả dây chuyền SMT và lắp ráp module quang thường tách hai khu vực thành hai hệ thống phòng sạch độc lập. Điều này giúp tối ưu chi phí, giảm tải cho HVAC và tăng độ bền thiết bị lọc khí.

Vietnamcleanroom VCR đồng hành trong cung cấp thiết bị phòng sạch điện tử đúng tiêu chuẩn

Để xây dựng môi trường phòng sạch điện tử phù hợp cho SMT hoặc lắp ráp module quang, doanh nghiệp cần lựa chọn thiết bị phòng sạch đạt chuẩn và tương thích với yêu cầu cấp độ sạch. Vietnamcleanroom (VCR) là đơn vị chuyên cung cấp thiết bị phòng sạch điện tử như FFU, Air Shower, Pass Box, cửa phòng sạch, vật tư ESD, bộ lọc HEPA và các thiết bị phụ trợ dành riêng cho nhà máy điện tử. VCR không thi công hay thiết kế phòng sạch mà tập trung mang đến giải pháp thiết bị chất lượng cao, đáp ứng tiêu chuẩn ISO 14644 và phù hợp từng ngành như SMT, module camera, cảm biến quang học hoặc bán dẫn.

Với kinh nghiệm cung cấp thiết bị cho nhiều nhà máy điện tử trên toàn quốc, VCR hỗ trợ doanh nghiệp lựa chọn giải pháp tối ưu nhất về cấp độ sạch và chi phí. Khi sử dụng thiết bị đạt chuẩn ngay từ đầu, doanh nghiệp dễ dàng duy trì chất lượng sản phẩm, giảm rủi ro hạt bụi và đảm bảo dây chuyền sản xuất vận hành ổn định lâu dài.