Tầm quan trọng của lọc khí trong phòng sạch điện tử

Trong ngành điện tử, đặc biệt là sản xuất vi mạch, màn hình, cảm biến hay module bán dẫn, một hạt bụi siêu nhỏ cũng có thể khiến sản phẩm trở thành phế phẩm. Vì vậy, chất lượng không khí trong phòng sạch đóng vai trò sống còn đối với năng suất và độ tin cậy của dây chuyền sản xuất.

Không khí trong môi trường sản xuất điện tử chứa vô số tác nhân gây ô nhiễm như bụi mịn, hơi nước, dầu, ion kim loại và tạp chất hóa học. Nếu không được kiểm soát, chúng có thể bám lên bề mặt wafer, làm sai lệch mạch dẫn điện hoặc gây hiện tượng chập mạch vi mô. Đây là nguyên nhân dẫn đến hàng loạt lỗi ẩn khó phát hiện trong quá trình kiểm định cuối cùng.

Hệ thống lọc khí trong phòng sạch điện tử không chỉ đơn thuần loại bỏ hạt bụi trong không khí. Nó còn là “trái tim” của toàn bộ hệ thống vận hành, đảm nhiệm nhiều vai trò quan trọng:

• Duy trì áp suất dương giữa các khu vực để ngăn dòng khí bẩn xâm nhập.

• Điều hòa luồng khí để dòng khí di chuyển ổn định, tránh tạo xoáy gây tái khuếch tán bụi.

• Kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm, đảm bảo điều kiện tối ưu cho thiết bị nhạy cảm và quy trình in quang học.

• Giảm rủi ro ESD (tĩnh điện) bằng cách duy trì độ ẩm và tốc độ gió ổn định.

Trong đó, bộ lọc HEPA (High Efficiency Particulate Air) và ULPA (Ultra Low Penetration Air) là trung tâm của hệ thống lọc khí hiện đại. Chúng có khả năng loại bỏ tới 99,97 – 99,9995% hạt bụi có kích thước siêu nhỏ (từ 0,3 micron đến 0,12 micron), đảm bảo tiêu chuẩn ISO Class 3–5 cho các nhà máy điện tử tiên tiến.

>>> Tìm hiểu thêm về: Phòng sạch di động: Giải pháp linh hoạt cho sản xuất điện tử

Phân biệt bộ lọc HEPA và ULPA trong phòng sạch điện tử

Bộ lọc HEPA (High Efficiency Particulate Air) có khả năng loại bỏ đến 99,97% hạt bụi có kích thước ≥ 0,3 micron. Đây là loại phổ biến trong các phòng sạch cấp độ ISO 7 – ISO 8, phù hợp cho sản xuất linh kiện, PCB hoặc lắp ráp thiết bị điện tử thông thường.

Bộ lọc ULPA (Ultra-Low Penetration Air) có khả năng lọc đến 99,999% hạt ≥ 0,12 micron, được sử dụng trong môi trường yêu cầu cao như sản xuất bán dẫn, cảm biến hình ảnh hoặc màn hình OLED. ULPA giúp đạt cấp độ sạch ISO 4 – ISO 5, đảm bảo không gian cực kỳ tinh khiết.

Việc kết hợp linh hoạt giữa bộ lọc HEPA và ULPA trong cùng hệ thống cho phép các nhà máy đạt được hiệu quả lọc tối đa mà vẫn tiết kiệm năng lượng.

>>> Tìm hiểu thêm về: Thiết bị phòng sạch điện tử: Yếu tố quyết định chất lượng sản phẩm

Tối ưu hiệu suất năng lượng trong lọc khí phòng sạch điện tử

Một trong những thách thức lớn nhất của các nhà máy điện tử hiện nay là làm sao duy trì độ sạch tuyệt đối mà không tiêu tốn quá nhiều năng lượng. Hệ thống lọc khí, đặc biệt là các cụm HEPA/ULPA trong HVAC, là khu vực tiêu hao điện đáng kể nếu không được thiết kế và vận hành tối ưu.

Để giải quyết bài toán này, các nhà máy hiện đại đang ứng dụng công nghệ lọc khí đa tầng. Thay vì chỉ sử dụng một lớp lọc duy nhất, không khí được xử lý tuần tự qua ba giai đoạn: pre-filter, medium filter và cuối cùng là HEPA hoặc ULPA. Cách bố trí này giúp giảm đáng kể áp suất tác động lên bộ lọc tinh, kéo dài tuổi thọ và hạn chế tình trạng tắc nghẽn.

Song song đó, việc tích hợp các mô-đun FFU (Fan Filter Unit) cho phép điều phối lưu lượng gió thông minh hơn. Mỗi khu vực trong phòng sạch có thể được kiểm soát độc lập về tốc độ gió, hướng thổi và áp suất, đảm bảo phân bổ năng lượng hợp lý, tránh hao phí khi không cần thiết.

Các hệ thống tiên tiến còn giám sát áp suất chênh lệch theo thời gian thực, giúp kỹ thuật viên nhanh chóng phát hiện tình trạng bộ lọc bị tắc hoặc hoạt động quá tải. Nhờ đó, việc bảo trì được tiến hành đúng thời điểm, tránh tiêu hao điện năng do quạt phải hoạt động vượt công suất.

Một yếu tố khác góp phần đáng kể vào hiệu suất là vật liệu lọc thế hệ mới, tiêu biểu như sợi thủy tinh siêu mịn hoặc màng PTFE (Polytetrafluoroethylene). Những vật liệu này có cấu trúc đồng nhất, giảm trở lực dòng khí, giúp hệ thống vận hành ổn định mà vẫn đảm bảo khả năng lọc hạt bụi siêu nhỏ.

Nhờ sự kết hợp đồng bộ giữa thiết kế thông minh, giám sát tự động và vật liệu tiên tiến, các nhà máy điện tử có thể tiết kiệm 15–25% chi phí năng lượng mỗi năm, đồng thời vẫn duy trì được tiêu chuẩn độ sạch nghiêm ngặt theo ISO Class 3–5. Đây chính là minh chứng rõ ràng cho xu hướng phát triển bền vững, nơi hiệu quả sản xuất và tiết kiệm năng lượng cùng song hành.

>>> Tìm hiểu thêm về: Yêu cầu ánh sáng trong khu vực kiểm tra điện tử

Ứng dụng bộ lọc ULPA và HEPA trong sản xuất điện tử

Tại phòng lắp ráp vi mạch (IC, chip, cảm biến), không khí cần đạt độ tinh khiết gần như tuyệt đối. Bộ lọc ULPA với khả năng loại bỏ tới 99,99995% hạt bụi có kích thước chỉ 0,12 µm là lựa chọn tiêu chuẩn. Môi trường này đảm bảo bề mặt silicon, wafer và linh kiện bán dẫn không bị nhiễm tạp chất, yếu tố có thể làm hỏng cấu trúc mạch ở cấp độ nanomet.

Ở khu vực in mạch PCB, hệ thống HEPA được sử dụng để loại bỏ bụi mịn, sợi nhỏ và tạp chất sinh ra trong quá trình in, hàn hoặc phủ lớp bảo vệ. Điều này giúp các lớp dẫn điện được phủ đều, ổn định và tránh hiện tượng ngắn mạch hay lỗi in.

Phòng kiểm định và đo lường cũng yêu cầu không khí siêu sạch để đảm bảo các phép đo chính xác tuyệt đối. Chỉ một lượng nhỏ bụi hoặc hơi ẩm cũng có thể gây sai lệch giá trị điện trở, điện dung hoặc độ nhạy cảm biến ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả đánh giá sản phẩm.

Cuối cùng, khu vực đóng gói và kiểm tra cuối cùng (final test & packaging) là nơi bộ lọc HEPA tiếp tục phát huy vai trò bảo vệ. Sau khi trải qua hàng chục công đoạn tinh vi, sản phẩm điện tử cần được niêm phong trong môi trường vô nhiễm để tránh tái nhiễm bẩn, đảm bảo chất lượng xuất xưởng đạt chuẩn quốc tế.

Nhờ khả năng kiểm soát không khí ổn định, hệ thống lọc HEPA/ULPA không chỉ bảo vệ sản phẩm, mà còn kéo dài tuổi thọ thiết bị, giảm thời gian bảo trì và tối ưu hiệu suất vận hành toàn dây chuyền. Đây chính là yếu tố nền tảng giúp các nhà máy điện tử đạt được năng suất cao, chất lượng đồng nhất và tỷ lệ lỗi cực thấp.

Giải pháp lọc khí chất lượng cao từ Vietnamcleanroom (VCR)

Với nhiều năm kinh nghiệm cung cấp thiết bị phòng sạch cho ngành điện tử và bán dẫn, Vietnamcleanroom (VCR) mang đến những giải pháp lọc khí toàn diện, tối ưu cả về hiệu suất lẫn chi phí vận hành. Các bộ lọc HEPA và ULPA do VCR phân phối đều đạt tiêu chuẩn quốc tế EN1822 và ISO 14644, đảm bảo khả năng loại bỏ tới 99,95% hạt bụi siêu mịn, đồng thời duy trì độ bền và độ ổn định vượt trội trong môi trường vận hành liên tục.

Bên cạnh đó, hệ thống Fan Filter Unit (FFU) được thiết kế tiết kiệm năng lượng và vận hành êm ái, giúp duy trì lưu lượng gió ổn định cho từng khu vực sản xuất, đáp ứng các cấp độ sạch khác nhau từ Class 100.000 đến Class 10. Mỗi FFU được tối ưu hóa để giảm hao phí điện năng mà vẫn đảm bảo độ sạch và độ chênh áp cần thiết giữa các phòng.

Để tăng tuổi thọ của toàn bộ hệ thống, VCR cũng triển khai giải pháp lọc đa tầng, sử dụng lớp pre-filter và medium filter nhằm giảm tải cho bộ lọc chính, giúp duy trì hiệu quả lọc lâu dài và giảm chi phí bảo trì định kỳ. Song song đó là dịch vụ tư vấn kỹ thuật chuyên sâu, hỗ trợ khách hàng thiết kế và lựa chọn cấu hình lọc khí phù hợp với từng khu vực từ phòng lắp ráp vi mạch, khu vực kiểm định, đến dây chuyền đóng gói.

Nhờ khả năng cung cấp đồng bộ và kinh nghiệm triển khai thực tế tại hàng trăm nhà máy điện tử trong và ngoài nước, VCR trở thành đối tác tin cậy trong việc xây dựng hệ thống lọc khí phòng sạch đạt chuẩn quốc tế, giúp doanh nghiệp duy trì môi trường sản xuất ổn định, tiết kiệm năng lượng, đồng thời nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm đầu ra.