Một phòng sạch điện tử ISO 5 và một khu vực dược phẩm đạt mức độ sạch tương đương có thể khác nhau rất lớn về cấu trúc, vật liệu, thiết bị, hệ thống lọc, chế độ vận hành và phương pháp giám sát. Nguyên nhân là mỗi ngành phải đối phó với một nhóm nguy cơ khác nhau.
Trong sản xuất điện tử, một hạt bụi có kích thước rất nhỏ cũng có thể che phủ đường mạch, tạo vết xước trên tấm bán dẫn hoặc làm sai lệch công đoạn quang khắc. Ngoài bụi, nhà máy còn phải kiểm soát tĩnh điện, rung động, ô nhiễm phân tử, độ ổn định nhiệt độ và độ ẩm.

Trong sản xuất dược phẩm, đặc biệt là thuốc vô trùng, trọng tâm kiểm soát lại nằm ở vi sinh vật, thao tác vô trùng, nội độc tố, nhiễm chéo và khả năng bảo vệ người sử dụng. Một phòng dược phẩm có thể không yêu cầu kiểm soát rung động hoặc ô nhiễm phân tử nghiêm ngặt như sản xuất bán dẫn, nhưng lại phải đáp ứng yêu cầu rất cao về vi sinh và chiến lược kiểm soát nhiễm.

Vì vậy, nói phòng sạch ISO 5 điện tử “cao hơn” dược phẩm chỉ đúng khi so sánh ở một số tiêu chí kỹ thuật nhất định. Trong bài viết dưới đây, VCR sẽ trả lời rõ câu hỏi vì sao phòng sạch ISO 5 điện tử có yêu cầu cao hơn dược phẩm, và yêu cầu cao hơn như thế nào nhé.

Phòng sạch điện tử và dược phẩm khác nhau từ mục tiêu kiểm soát

Mọi phòng sạch đều được thiết kế để kiểm soát mức độ ô nhiễm trong một không gian xác định. Tuy nhiên, khái niệm “ô nhiễm” không hoàn toàn giống nhau giữa ngành điện tử và ngành dược phẩm.

Đối với sản xuất điện tử, đối tượng cần được bảo vệ là tấm bán dẫn, vi mạch, cảm biến, màn hình, thấu kính, linh kiện quang học và các chi tiết có độ chính xác rất cao. Những sản phẩm này không bị nhiễm bệnh như con người, nhưng chúng có thể bị phá hỏng bởi một hạt bụi nhỏ đến mức mắt thường không thể quan sát.

Khi kích thước đường mạch trên sản phẩm ngày càng nhỏ, mối tương quan giữa kích thước hạt bụi và kích thước cấu trúc điện tử trở nên đặc biệt quan trọng. Một hạt có thể lớn hơn nhiều lần chiều rộng của đường mạch. Nếu hạt rơi đúng vị trí nhạy cảm, nó có thể che phủ bề mặt, làm gián đoạn kết nối, gây đoản mạch hoặc tạo ra khuyết tật không thể sửa chữa.

Mục tiêu của phòng sạch điện tử vì thế là bảo vệ hiệu suất sản xuất và độ tin cậy của sản phẩm. Nhà máy không chỉ cần đạt nồng độ hạt theo cấp ISO mà còn phải giảm số hạt tiếp xúc trực tiếp với bề mặt sản phẩm. Hai phòng có cùng nồng độ hạt trong không khí nhưng cách bố trí luồng khí khác nhau có thể tạo ra tỷ lệ lỗi hoàn toàn khác nhau.

Trong dược phẩm, đối tượng được bảo vệ cuối cùng là người sử dụng thuốc. Sản phẩm phải có đúng thành phần, đúng hàm lượng, không bị nhiễm chéo và không chứa mức vi sinh vật vượt quá giới hạn cho phép. Với thuốc vô trùng, yêu cầu còn nghiêm ngặt hơn vì sản phẩm phải được bảo vệ khỏi vi sinh vật sống trong suốt các công đoạn có nguy cơ.

Một hạt trong không khí của phòng dược phẩm có thể trở thành phương tiện mang vi sinh vật. Do đó, ngành dược không chỉ đếm hạt mà còn phải giám sát vi sinh trong không khí, trên bề mặt, trên găng tay và tại các vị trí thao tác. Trạng thái sạch về hạt chưa đủ để chứng minh trạng thái vô trùng.

Ngành dược còn quan tâm đặc biệt đến nhiễm chéo giữa các sản phẩm. Một lượng tồn dư nhỏ của hoạt chất mạnh, hormone, chất gây dị ứng hoặc thuốc độc tế bào có thể gây ảnh hưởng đến sản phẩm tiếp theo. Phòng sạch dược phẩm vì vậy phải kết hợp kiểm soát hạt, vi sinh, luồng người, luồng nguyên liệu, hệ thống không khí và thẩm định làm sạch.

Ngược lại, sản xuất điện tử có thể không đặt trọng tâm lớn vào vi sinh vật nếu vi sinh không ảnh hưởng đến sản phẩm hoặc quy trình. Tuy nhiên, nhà máy lại phải kiểm soát những yếu tố mà ngành dược thông thường ít quan tâm hơn, chẳng hạn rung động của nền, phóng tĩnh điện, trường điện từ, hợp chất hóa học trong không khí và sự thay đổi nhiệt độ rất nhỏ.

Điểm khác biệt quan trọng nằm ở hậu quả của ô nhiễm. Trong điện tử, ô nhiễm thường dẫn đến sản phẩm lỗi, giảm tỷ lệ sản phẩm đạt hoặc giảm tuổi thọ linh kiện. Trong dược phẩm, ô nhiễm có thể ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe và tính mạng người bệnh.

Vì hậu quả khác nhau, phương pháp kiểm soát cũng khác nhau. Không nên dùng tiêu chí của ngành này để kết luận phòng sạch ngành kia thấp hơn. Một phòng chỉ thực sự phù hợp khi kiểm soát đúng nhóm nguy cơ của sản phẩm được sản xuất bên trong.

ISO 5 là gì? Cùng một cấp độ sạch nhưng chưa chắc cùng yêu cầu kỹ thuật

ISO 5 là một cấp độ sạch được xác định theo nồng độ hạt có trong một mét khối không khí tại các kích thước được xem xét. Cấp độ này thuộc hệ thống phân loại phòng sạch và môi trường kiểm soát liên quan.

Ở mức ISO 5, giới hạn tham khảo thường được nhắc đến nhiều nhất là không quá 3.520 hạt có kích thước từ 0,5 micromet trở lên trong một mét khối không khí. Tuy nhiên, việc phân loại không chỉ dựa vào một lần đo đơn giản. Vị trí lấy mẫu, thể tích mẫu, trạng thái phòng, thiết bị đo và phương pháp đánh giá phải được xác định phù hợp.

Cấp độ ISO chủ yếu nói về hạt trong không khí. Nó không tự động xác định giới hạn vi sinh, mức tĩnh điện, độ rung, nồng độ hóa chất, nhiệt độ, độ ẩm hoặc độ sạch bề mặt. Những yêu cầu này phải được xây dựng bổ sung theo đặc tính sản phẩm và quy trình. Đây là lý do hai phòng cùng đạt ISO 5 vẫn có thể khác nhau đáng kể. Một phòng sản xuất linh kiện quang học có thể yêu cầu kiểm soát rất chặt các hạt bám trên bề mặt và hợp chất hữu cơ bay hơi. Một phòng sản xuất thuốc vô trùng lại tập trung vào dòng khí bảo vệ vùng thao tác, số lượng vi sinh vật và hành vi của người vận hành.

Trạng thái phòng khi phân loại cũng cần được làm rõ. Phòng có thể được đánh giá ở trạng thái vừa hoàn thành xây dựng, trạng thái có thiết bị nhưng chưa có nhân viên hoặc trạng thái đang vận hành. Nồng độ hạt khi phòng trống thường thấp hơn khi có người thao tác và máy móc hoạt động. Nếu chỉ nói một phòng “đạt ISO 5” mà không xác định trạng thái đo, mục tiêu sử dụng và các thông số bổ sung, thông tin đó chưa đủ để đánh giá toàn bộ năng lực kiểm soát.

Trong dược phẩm vô trùng, khu vực cấp A thường được thiết kế để tạo điều kiện có mức độ sạch tương đương ISO 5 tại vùng quan trọng. Tuy nhiên, cấp A không chỉ được hiểu bằng giới hạn hạt. Khu vực này còn liên quan đến dòng khí một chiều, giám sát vi sinh, thao tác vô trùng, mô phỏng quy trình và chiến lược kiểm soát nhiễm tổng thể. Điều đó có nghĩa ISO 5 và cấp A có thể có điểm tương đồng về giới hạn hạt nhưng không hoàn toàn đồng nghĩa. ISO 5 là một cấp phân loại độ sạch không khí theo hạt. Cấp A là khái niệm vận hành trong sản xuất thuốc vô trùng, gắn với những yêu cầu rộng hơn.

Trong ngành điện tử, doanh nghiệp có thể đặt ra giới hạn nội bộ chặt hơn cấp ISO công bố. Nhà máy có thể đặc biệt quan tâm đến hạt ở kích thước nhỏ hơn 0,5 micromet, bởi các cấu trúc trên vi mạch ngày càng thu nhỏ. Họ cũng có thể giám sát hạt trên bề mặt sản phẩm thay vì chỉ dựa vào hạt trong không khí.

Một phòng có thể vượt qua phép phân loại ISO 5 nhưng vẫn không phù hợp với sản xuất bán dẫn nếu ô nhiễm phân tử cao, tĩnh điện không được kiểm soát hoặc nền nhà rung vượt giới hạn của thiết bị. Tương tự, một phòng đạt ISO 5 vẫn không đủ để sản xuất thuốc vô trùng nếu hệ thống giám sát vi sinh, thao tác nhân viên và chiến lược khử khuẩn không đáp ứng yêu cầu. Vì vậy, cấp ISO nên được xem như một lớp nền của thiết kế. Phần quyết định chất lượng thực tế nằm ở các yêu cầu bổ sung dành riêng cho từng sản phẩm.

Vì sao hạt bụi siêu nhỏ có thể phá hỏng sản phẩm điện tử?

Trong sản xuất điện tử, kích thước của đối tượng cần kiểm soát ngày càng nhỏ. Một số cấu trúc trên vi mạch được đo bằng nanomet, tức một phần tỷ mét. Trong khi đó, hạt bụi phổ biến trong môi trường có thể lớn hơn nhiều lần các cấu trúc này.

Wafer, tức tấm bán dẫn, là nền vật liệu dùng để hình thành nhiều vi mạch cùng lúc. Trong quá trình sản xuất, bề mặt wafer trải qua hàng loạt công đoạn như làm sạch, phủ lớp vật liệu, quang khắc, khắc, pha tạp và kiểm tra.

Photolithography, tức quang khắc, là công đoạn chuyển một mẫu hình cực nhỏ lên bề mặt wafer bằng ánh sáng và vật liệu nhạy sáng. Độ chính xác của mẫu hình ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng hoạt động của vi mạch.

Nếu một hạt bụi nằm trên bề mặt tại thời điểm quang khắc, nó có thể che ánh sáng hoặc làm sai lệch mẫu hình. Sau các bước xử lý tiếp theo, lỗi nhỏ ban đầu có thể trở thành đường mạch bị đứt, vùng dẫn điện sai vị trí hoặc kết nối không đạt yêu cầu. Hạt bụi cũng có thể tạo vết xước khi wafer hoặc linh kiện tiếp xúc với thiết bị. Một hạt cứng nằm giữa hai bề mặt hoạt động tương tự vật liệu mài, gây hư hỏng lớp phủ có độ dày rất nhỏ.

Trong sản xuất màn hình, bụi có thể gây điểm chết, vết sáng, vùng tối hoặc sai lệch màu. Đối với cảm biến hình ảnh, một hạt bám tại vị trí nhạy cảm có thể tạo ra điểm lỗi cố định trên hình ảnh. Với thiết bị quang học, bụi và màng bẩn làm giảm khả năng truyền sáng hoặc gây tán xạ. Không phải mọi hạt đều gây cùng một hậu quả. Mức độ ảnh hưởng phụ thuộc vào kích thước, thành phần hóa học, hình dạng, điện tích và vị trí rơi. Một hạt nằm ngoài vùng chức năng có thể không tạo lỗi, trong khi hạt nhỏ hơn nhưng rơi đúng đường mạch quan trọng có thể phá hỏng sản phẩm.

Yield, tức tỷ lệ sản phẩm đạt yêu cầu, là chỉ số đặc biệt quan trọng trong sản xuất điện tử. Nếu một wafer chứa nhiều vi mạch nhưng một tỷ lệ lớn bị lỗi do hạt, chi phí trên mỗi sản phẩm đạt sẽ tăng mạnh. Vì quy trình bán dẫn có nhiều công đoạn và giá trị tích lũy cao, lỗi phát sinh từ giai đoạn đầu có thể chỉ được phát hiện sau khi doanh nghiệp đã tiêu tốn nhiều thời gian và chi phí. Do đó, phòng sạch điện tử không chỉ hướng đến việc vượt qua kiểm tra định kỳ. Mục tiêu thực tế là giảm số khuyết tật và nâng cao yield. Điều này đòi hỏi nhà máy phải xác định chính xác nguồn hạt, đường di chuyển của hạt và vị trí sản phẩm dễ bị tác động nhất.

Xem thêm: Tối ưu hệ thống lọc khí trong phòng sạch điện tử để kiểm soát hạt bụi nano hiệu quả hơn

Hạt có thể phát sinh từ con người, vật liệu xây dựng, quần áo, giấy, bao bì, thiết bị, dầu bôi trơn và hoạt động bảo trì. Các bộ phận chuyển động tạo ma sát cũng có thể phát sinh hạt. Khi thiết bị mới được đưa vào phòng, quá trình chạy thử có thể làm lượng hạt tăng lên. Bản thân sản phẩm và quy trình cũng có thể tạo hạt. Hoạt động cắt, mài, khắc, vận chuyển và tiếp xúc cơ học có thể giải phóng vật liệu. Nếu chỉ tập trung lọc không khí bên ngoài mà không kiểm soát nguồn phát sinh tại thiết bị, hiệu quả tổng thể sẽ bị hạn chế.

Con người là một trong những nguồn hạt lớn. Da, tóc, sợi vải và chuyển động cơ thể liên tục phát tán hạt. Người đi nhanh, quay người đột ngột hoặc thao tác không đúng có thể tạo lượng hạt cao hơn trạng thái đứng yên. Vì vậy, phòng sạch điện tử thường hạn chế số người, quy định tốc độ di chuyển và sử dụng quần áo che phủ gần như toàn bộ cơ thể. Quần áo phải giữ hạt phát sinh từ người ở bên trong, đồng thời hạn chế tích tụ tĩnh điện.

Dòng khí một chiều được sử dụng để đưa hạt rời khỏi vùng sản phẩm theo đường ngắn nhất. Không khí sạch đi từ trần xuống, quét qua khu vực thao tác và đi về sàn nâng hoặc cửa hồi thấp. Nếu có vật cản lớn, vùng xoáy có thể hình thành và giữ hạt lâu hơn trong khu vực.
Bố trí thiết bị vì thế ảnh hưởng trực tiếp đến độ sạch. Một máy được đặt sai hướng có thể chặn dòng khí, tạo vùng chết hoặc đưa khí thải về phía sản phẩm. Thiết kế phòng phải xem xét cả hình dạng và hoạt động thực tế của thiết bị.

So với nhiều công đoạn dược phẩm không vô trùng, ngành điện tử có thể đặt yêu cầu chặt chẽ hơn đối với hạt siêu nhỏ và độ sạch bề mặt. Tuy nhiên, với khu vực dược phẩm vô trùng, việc kiểm soát hạt vẫn đặc biệt quan trọng vì hạt có thể mang vi sinh vật và ảnh hưởng đến người bệnh.

Sự khác nhau nằm ở cơ chế hậu quả. Trong điện tử, hạt là khuyết tật vật lý hoặc hóa học trên sản phẩm. Trong dược phẩm, hạt có thể trở thành tạp chất hoặc phương tiện vận chuyển vi sinh. Cả hai đều nghiêm trọng, nhưng phương pháp đánh giá và ưu tiên kiểm soát không giống nhau.

Điện tử không chỉ kiểm soát bụi mà còn phải kiểm soát ô nhiễm phân tử

Một phòng có nồng độ hạt rất thấp vẫn có thể chứa khí và phân tử hóa học. Những chất này không được máy đếm hạt thông thường phát hiện nhưng có thể ảnh hưởng đến sản phẩm điện tử.

AMC - Airborne Molecular Contamination, nghĩa là ô nhiễm phân tử trong không khí, được dùng để mô tả các chất hóa học tồn tại dưới dạng khí, hơi hoặc phân tử có khả năng tác động đến quy trình và bề mặt sản phẩm. AMC có thể bao gồm axit, bazơ, hợp chất hữu cơ, chất có khả năng ngưng tụ và các chất có thể tham gia phản ứng không mong muốn. Một số chất gây ăn mòn, một số tạo lớp màng trên bề mặt, trong khi những chất khác làm thay đổi tính chất điện của vật liệu. Nguồn AMC có thể đến từ không khí ngoài trời. Khu công nghiệp gần đường giao thông, nhà máy hóa chất, khu xử lý nước thải hoặc nguồn đốt nhiên liệu có thể có nồng độ khí ô nhiễm cao hơn. Khi không khí tươi được đưa vào phòng sạch, những phân tử này phải được xử lý phù hợp.

Nguồn ô nhiễm cũng có thể nằm ngay trong phòng. Sơn, keo, nhựa, gioăng, vật liệu cách nhiệt, chất bôi trơn và hóa chất vệ sinh có thể giải phóng hợp chất vào không khí. Outgassing, tức hiện tượng thoát khí từ vật liệu, xảy ra khi các chất dễ bay hơi từ vật liệu được giải phóng vào môi trường. Một loại vật liệu phù hợp với văn phòng chưa chắc phù hợp với phòng sạch điện tử, dù bề mặt của nó nhẵn và ít phát sinh bụi.

Con người cũng phát sinh hợp chất hữu cơ từ hơi thở, da, mỹ phẩm và sản phẩm chăm sóc cá nhân. Vì vậy, nhà máy điện tử có thể hạn chế nước hoa, mỹ phẩm hoặc những vật dụng có nguy cơ thoát khí.

Đối với bề mặt quang học hoặc wafer, một lớp ô nhiễm phân tử cực mỏng cũng có thể làm thay đổi khả năng bám dính, phản xạ, truyền sáng hoặc phản ứng hóa học. Tác động không nhất thiết xuất hiện ngay mà có thể hình thành dần theo thời gian tiếp xúc.

Bộ lọc HEPA và ULPA được thiết kế để giữ hạt, không phải để loại bỏ toàn bộ khí và phân tử hóa học. Một phân tử khí có thể đi qua bộ lọc hạt mà không bị giữ lại. Do đó, nhà máy cần sử dụng giải pháp riêng nếu AMC là thông số quan trọng.

Chemical Filter, tức bộ lọc hóa học, có thể sử dụng vật liệu hấp phụ hoặc vật liệu phản ứng để giữ một số nhóm chất. Than hoạt tính là vật liệu phổ biến đối với hợp chất hữu cơ, nhưng không phải mọi loại than đều phù hợp với mọi chất.

Đối với axit, bazơ hoặc khí đặc thù, vật liệu lọc có thể cần được tẩm hóa chất để tăng khả năng phản ứng. Lựa chọn bộ lọc phải dựa trên chất cần kiểm soát, nồng độ đầu vào, lưu lượng khí, thời gian tiếp xúc và tuổi thọ mong muốn.

Bộ lọc hóa học không thể được lựa chọn chỉ dựa vào kích thước phòng. Nếu vật liệu lọc bão hòa, chất ô nhiễm có thể đi qua hoặc thậm chí được giải phóng trở lại. Nhà máy cần theo dõi chênh áp, thời gian sử dụng và nồng độ chất mục tiêu để xác định thời điểm thay thế.

Hệ thống không khí tươi có thể được bố trí nhiều cấp xử lý. Không khí ngoài trời đi qua lọc thô, lọc tinh, xử lý nhiệt ẩm, lọc hóa học và các cấp lọc hạt trước khi đi vào phòng. Trình tự chính xác phụ thuộc vào điều kiện môi trường và yêu cầu sản phẩm.

Áp suất phòng cũng ảnh hưởng đến AMC. Phòng sạch điện tử thường duy trì áp suất dương để hạn chế không khí chưa xử lý xâm nhập qua khe hở. Tuy nhiên, những khu vực sử dụng hóa chất nguy hiểm có thể cần áp suất âm hoặc hệ thống bao chứa riêng để bảo vệ người vận hành.

Trong trường hợp này, nhà máy phải xây dựng các vùng áp suất khác nhau. Vùng sản phẩm được bảo vệ bằng không khí sạch, trong khi thiết bị hoặc khu vực hóa chất được hút cục bộ. Thiết kế phải ngăn khí nguy hiểm phát tán mà không kéo không khí bẩn vào vùng sản phẩm.
So với điện tử, nhà máy dược phẩm cũng quan tâm đến hơi dung môi, chất tẩy rửa và nhiễm chéo hóa học. Tuy nhiên, ở nhiều khu vực dược phẩm, AMC không được phân loại chi tiết theo ảnh hưởng đến bề mặt ở cấp độ phân tử như trong sản xuất bán dẫn.

Ngược lại, dược phẩm kiểm soát những yếu tố mà điện tử có thể không đặt làm ưu tiên, chẳng hạn vi sinh vật, nội độc tố và dư lượng chất khử khuẩn. Điều đó tiếp tục cho thấy hai ngành có độ khó theo những hướng khác nhau.

Khi xây dựng phòng sạch ISO 5 điện tử, việc chỉ chọn bộ lọc ULPA và tăng số lần trao đổi không khí chưa chắc giải quyết được AMC. Dự án cần đánh giá từ vật liệu hoàn thiện, hóa chất sử dụng, nguồn không khí bên ngoài đến quy trình bảo trì và vệ sinh.

Kiểm soát nhiệt độ, độ ẩm, tĩnh điện và rung động trong phòng sạch điện tử

Nhiệt độ và độ ẩm là hai thông số phổ biến trong mọi phòng sạch. Tuy nhiên, trong sản xuất điện tử chính xác, mức độ ổn định của hai thông số đôi khi quan trọng không kém giá trị cài đặt. Vật liệu thay đổi kích thước khi nhiệt độ thay đổi. Với sản phẩm thông thường, mức giãn nở rất nhỏ có thể không đáng kể. Nhưng khi quy trình yêu cầu căn chỉnh ở cấp micromet hoặc nanomet, sự thay đổi này có thể tạo sai số.

Thiết bị đo, máy quang khắc và các hệ thống định vị chính xác cần môi trường nhiệt ổn định. Không chỉ nhiệt độ trung bình của phòng mà cả sự dao động theo thời gian và chênh lệch giữa các vị trí đều cần được kiểm soát.

Luồng khí quá lạnh thổi trực tiếp vào thiết bị có thể tạo biến dạng nhiệt cục bộ. Nhiệt do động cơ, đèn, máy tính và quá trình sản xuất cũng tạo ra các vùng nóng. Vì vậy, vị trí cấp - hồi khí phải được thiết kế để phân bố nhiệt đồng đều.

Độ ẩm ảnh hưởng đến vật liệu, bề mặt và tĩnh điện. Khi RH quá thấp, điện tích khó tiêu tán. Khi RH quá cao, nguy cơ ngưng tụ, ăn mòn và thay đổi tính chất vật liệu tăng lên.

ESD - Electrostatic Discharge, nghĩa là phóng tĩnh điện, là hiện tượng điện tích truyền đột ngột giữa hai vật có điện thế khác nhau. Con người có thể mang điện tích mà không nhận biết. Khi chạm vào linh kiện, sự phóng điện có thể làm hỏng cấu trúc điện tử nhạy cảm. Mức phóng điện gây hỏng linh kiện có thể thấp hơn nhiều so với ngưỡng con người cảm nhận được. Vì vậy, không thể dựa vào việc nhân viên “không thấy bị giật” để kết luận khu vực an toàn.

Hư hỏng do ESD có thể xảy ra ngay lập tức hoặc tồn tại dưới dạng khuyết tật tiềm ẩn. Linh kiện vẫn vượt qua kiểm tra ban đầu nhưng suy giảm độ tin cậy và hỏng sớm trong quá trình sử dụng. Đây là loại lỗi khó phát hiện và có chi phí hậu quả lớn.

Kiểm soát ESD cần một hệ thống đồng bộ. Sàn, bàn, ghế, xe đẩy, dụng cụ, quần áo và giày phải có đặc tính điện phù hợp. Các bề mặt cần được nối đất hoặc kết nối vào hệ thống đẳng thế theo thiết kế. Quần áo phòng sạch điện tử thường sử dụng vật liệu ít phát sinh hạt và có sợi dẫn điện. Mục tiêu là hạn chế hạt từ cơ thể đồng thời không để điện tích tích tụ trên trang phục.

Thiết bị ion hóa không khí có thể được sử dụng tại những vị trí vật liệu cách điện không thể nối đất trực tiếp. Ion dương và âm giúp trung hòa điện tích trên bề mặt. Tuy nhiên, bộ ion hóa phải được kiểm tra, vệ sinh và cân bằng định kỳ.

Độ ẩm hỗ trợ giảm tĩnh điện nhưng không phải là biện pháp duy nhất. Tăng RH quá cao có thể làm ảnh hưởng đến sản phẩm và tạo nguy cơ ăn mòn. Nhà máy phải xác định khoảng độ ẩm cân bằng giữa kiểm soát ESD và yêu cầu quy trình.

Rung động là một yếu tố khác khiến phòng sạch điện tử có yêu cầu đặc biệt. Các thiết bị quang khắc, kính hiển vi, máy đo và hệ thống định vị chính xác có thể bị ảnh hưởng bởi rung rất nhỏ. Nguồn rung có thể đến từ giao thông bên ngoài, hoạt động xây dựng, máy nén, bơm, quạt, thang máy hoặc thiết bị sản xuất trong cùng tòa nhà. Một nguồn rung ở khoảng cách xa vẫn có thể truyền qua nền và kết cấu.

Nếu máy quang khắc rung trong quá trình căn chỉnh, hình ảnh có thể bị sai lệch. Nếu thiết bị đo rung, kết quả có thể không ổn định hoặc mất độ lặp lại. Với các cấu trúc ngày càng nhỏ, yêu cầu kiểm soát rung càng chặt chẽ. Vì vậy, dự án có thể phải khảo sát rung nền trước khi lựa chọn vị trí xây dựng. Thiết bị nhạy cảm có thể cần nền móng riêng, bàn chống rung hoặc hệ thống cách ly rung chủ động.

Hệ thống HVAC cũng là nguồn rung và tiếng ồn. Quạt, động cơ và dòng khí tốc độ cao có thể truyền rung qua ống gió hoặc kết cấu. Các khớp nối mềm, đệm cách rung và cách bố trí phòng máy phải được xem xét ngay từ giai đoạn thiết kế.

Trong dược phẩm, nhiệt độ và độ ẩm chủ yếu được xác định theo yêu cầu của sản phẩm, quy trình, vi sinh và điều kiện làm việc. Rung động thường chỉ trở thành vấn đề đặc biệt tại phòng cân, phòng thí nghiệm hoặc khu đặt thiết bị nhạy cảm.

Trong điện tử, kiểm soát nhiệt, ẩm, ESD và rung có thể là yêu cầu xuyên suốt dây chuyền. Đây là một trong những lý do phòng sạch điện tử ISO 5 có thể phức tạp và tốn kém hơn phòng sạch dược phẩm thông thường dù cùng cấp độ hạt.

Khác biệt trong thiết kế HVAC, luồng khí và bộ lọc

HVAC - Heating, Ventilation and Air Conditioning, nghĩa là hệ thống sưởi, thông gió và điều hòa không khí, là thành phần trung tâm của phòng sạch ISO 5. Hệ thống phải cung cấp đủ không khí sạch, kiểm soát nhiệt độ - độ ẩm và duy trì chênh áp.

Trong phòng sạch điện tử, dòng khí thường được thiết kế để giảm khả năng hạt lắng lên sản phẩm. Unidirectional Airflow, tức dòng khí một chiều, đưa không khí sạch theo hướng gần song song và vận tốc tương đối đồng đều qua vùng cần bảo vệ.

Một cấu hình phổ biến là cấp khí từ trần và hồi khí qua sàn nâng. Không khí sạch đi xuống qua khu vực sản xuất, mang theo hạt và đi vào các tấm sàn hồi. Sau đó, khí được đưa qua khoang hồi, xử lý và tuần hoàn trở lại.

Raised Floor, tức sàn nâng kỹ thuật, vừa tạo đường hồi khí vừa cung cấp không gian bố trí cáp, đường ống và hệ thống kỹ thuật. Tuy nhiên, thiết kế sàn phải đáp ứng tải trọng thiết bị, kiểm soát rung và tỷ lệ diện tích lỗ phù hợp.

Không phải mọi phòng ISO 5 điện tử đều bắt buộc có sàn nâng. Một số phòng có thể sử dụng hồi gió thấp qua tường. Phương án lựa chọn phụ thuộc vào mức độ phủ lọc, thiết bị, chiều cao phòng, tải nhiệt và mục tiêu dòng khí.

FFU - Fan Filter Unit, nghĩa là thiết bị lọc khí có quạt, thường được bố trí trên trần. Mỗi FFU gồm quạt và bộ lọc hiệu suất cao, tạo thành các mô-đun có thể lắp theo tỷ lệ bao phủ cần thiết. Ưu điểm của FFU là khả năng mở rộng, phân vùng và điều chỉnh theo tải. Nếu dây chuyền thay đổi, nhà máy có thể bổ sung hoặc bố trí lại mô-đun. Tuy nhiên, số lượng FFU lớn cũng làm tăng yêu cầu về điện, điều khiển, bảo trì và tiếng ồn.

HEPA - High-Efficiency Particulate Air Filter, nghĩa là bộ lọc không khí hiệu suất cao, được sử dụng rộng rãi trong phòng sạch. ULPA - Ultra-Low Penetration Air Filter, nghĩa là bộ lọc hạt có khả năng giữ các hạt xuyên thấu cực thấp, thường có hiệu suất cao hơn ở kích thước hạt khó lọc nhất. Không thể kết luận rằng mọi phòng ISO 5 điện tử đều bắt buộc dùng ULPA. Việc lựa chọn HEPA hay ULPA phải dựa trên kích thước hạt cần kiểm soát, yêu cầu quy trình, thiết kế luồng khí, mức độ rò rỉ cho phép và chi phí vận hành. Bộ lọc có hiệu suất cao hơn thường tạo sức cản lớn hơn. Quạt phải tiêu thụ nhiều năng lượng để duy trì lưu lượng. Nếu lựa chọn ULPA mà không có nhu cầu thực tế, dự án có thể tăng chi phí đầu tư và điện năng nhưng không cải thiện đáng kể chất lượng sản phẩm.

Độ phủ lọc trên trần ảnh hưởng đến dòng khí. Phòng yêu cầu dòng khí một chiều toàn vùng có thể sử dụng tỷ lệ phủ FFU cao. Khu vực chỉ cần bảo vệ cục bộ có thể dùng phạm vi phủ thấp hơn kết hợp với vùng sạch tại thiết bị.

Tốc độ gió phải đủ để mang hạt ra khỏi vùng sản phẩm nhưng không nên quá cao. Dòng khí quá mạnh làm tăng tiêu thụ năng lượng, tạo nhiễu động và có thể ảnh hưởng đến thiết bị hoặc vật liệu nhẹ.

Thiết bị, bàn, đèn và nhân viên đều trở thành vật cản. Khi dòng khí gặp vật cản, vùng xoáy xuất hiện ở phía sau. Hạt có thể bị giữ lại hoặc chuyển động ngược về vùng sản phẩm. Vì vậy, mô phỏng và kiểm tra trực quan hướng dòng khí có giá trị quan trọng.

Trong phòng sạch dược phẩm cấp A, dòng khí một chiều cũng được sử dụng để bảo vệ vùng quan trọng như điểm chiết rót, nút hở và sản phẩm tiếp xúc với môi trường. Tuy nhiên, mục tiêu là duy trì vùng thao tác vô trùng và đưa chất ô nhiễm từ người vận hành ra khỏi sản phẩm.

Thiết kế dược phẩm phải ưu tiên khả năng làm sạch và khử khuẩn. Bề mặt ít khe hở, góc bo cong và vật liệu chịu hóa chất được chú trọng. Các vị trí khó vệ sinh có thể trở thành nguồn vi sinh dù không phát sinh nhiều hạt.

Trong điện tử, vật liệu còn phải đáp ứng yêu cầu ít thoát khí, kiểm soát tĩnh điện và không giải phóng ion gây hại. Sàn chống tĩnh điện của điện tử có thể khác với sàn phòng sạch dược phẩm, nơi khả năng kháng hóa chất và vệ sinh thường được ưu tiên.

Chênh áp dương được sử dụng để ngăn không khí từ khu vực kém sạch xâm nhập. Phòng sạch hơn thường có áp suất cao hơn phòng lân cận. Tuy nhiên, mức chênh áp cần đủ ổn định và không gây khó khăn khi mở cửa.

Airlock, tức phòng đệm không khí, giúp duy trì ranh giới áp suất khi người hoặc vật tư di chuyển. Khóa liên động ngăn hai cửa mở đồng thời, hạn chế trao đổi không khí trực tiếp.
Tính phục hồi của phòng cũng quan trọng. Sau khi cửa mở hoặc phát sinh một lượng hạt, hệ thống cần đưa nồng độ trở lại giới hạn trong khoảng thời gian xác định. Phòng có lưu lượng lớn nhưng nhiều vùng chết vẫn có thể phục hồi chậm.

Vì vậy, đánh giá phòng sạch ISO 5 phải bao gồm nhiều nội dung: lưu lượng khí, tốc độ, chênh áp, độ kín, hiệu suất lọc, rò rỉ bộ lọc, nhiệt độ, độ ẩm và khả năng phục hồi. Kết quả đếm hạt đạt yêu cầu chỉ là một phần của quá trình xác nhận.

Con người, vật liệu và quy trình ra vào phòng sạch ISO 5

Con người là nguồn phát sinh hạt và vi sinh lớn trong phòng sạch. Mỗi chuyển động của cơ thể có thể giải phóng tế bào da, sợi tóc và hạt từ quần áo. Vì vậy, phòng sạch có thiết bị hiện đại vẫn có thể không đạt yêu cầu nếu hành vi nhân viên không được kiểm soát.

Quy trình thay đồ phải được thiết kế theo trình tự từ khu vực bên ngoài đến vùng sạch. Nhân viên tháo vật dụng cá nhân, vệ sinh tay, thay giày hoặc sử dụng bao giày, sau đó mặc trang phục phòng sạch theo đúng thứ tự. Quần áo không được chạm sàn hoặc bề mặt bẩn trong khi mặc. Nếu mặt ngoài trang phục tiếp xúc với ghế, tường hoặc tay chưa sạch, chất ô nhiễm có thể được đưa vào phòng.

Phòng thay đồ cần có ranh giới rõ giữa khu bẩn và khu sạch. Ghế băng qua ranh giới, tủ giày và vị trí gương phải được bố trí để nhân viên tuân thủ trình tự mà không phải đi ngược chiều.
Trong phòng sạch điện tử ISO 5, trang phục có thể bao gồm quần áo liền thân, mũ trùm, khẩu trang, kính, găng tay và giày phòng sạch. Vật liệu quần áo phải ít phát sinh hạt và có đặc tính kiểm soát tĩnh điện.

Trong dược phẩm vô trùng, yêu cầu mặc trang phục còn gắn với kiểm soát vi sinh. Nhân viên phải được đào tạo và đánh giá khả năng mặc đồ vô trùng. Găng tay có thể được khử khuẩn định kỳ trong quá trình thao tác.

Sự khác nhau này phản ánh mục tiêu của hai ngành. Điện tử cần ngăn hạt và điện tích từ con người tác động đến linh kiện. Dược phẩm cần ngăn cả hạt và vi sinh vật từ con người tiếp cận sản phẩm.

Air Shower, tức buồng thổi khí, sử dụng các tia khí tốc độ cao để hỗ trợ tách hạt bám trên bề mặt quần áo. Thiết bị thường được lắp tại lối vào một số phòng sạch điện tử. Air Shower không thay thế quy trình thay đồ. Nếu quần áo không đúng loại hoặc nhân viên mặc không đúng cách, buồng thổi khí không thể loại bỏ toàn bộ chất ô nhiễm. Hiệu quả của Air Shower phụ thuộc vào tốc độ khí, vị trí vòi phun, thời gian chu trình, tư thế người sử dụng và trạng thái bộ lọc. Cửa thiết bị cần có khóa liên động để hạn chế mở đồng thời.

Trong dược phẩm, Air Shower không phải lúc nào cũng được ưu tiên vì luồng khí mạnh có thể làm phát tán hạt và vi sinh từ trang phục nếu quy trình không được thiết kế phù hợp. Phòng thay đồ, Airlock và thao tác mặc đồ đúng thường đóng vai trò quan trọng hơn.

Vật liệu đưa vào phòng điện tử phải được kiểm soát về phát sinh hạt và outgassing. Bìa carton, giấy thông thường, gỗ và vật liệu có sợi thường bị hạn chế. Vật tư có thể được tháo lớp bao bì ngoài và vệ sinh trước khi chuyển vào.

Pass Box, tức hộp chuyển hàng, cho phép chuyển vật tư qua ranh giới mà không mở cửa người. Pass Box tĩnh phù hợp với vật tư đã được làm sạch và đóng kín. Pass Box động sử dụng quạt và lọc để hỗ trợ làm sạch hạt trên bề mặt.

Khóa liên động giúp ngăn hai cửa Pass Box mở đồng thời. Tuy nhiên, thiết bị không tự khử sạch vật tư. Quy trình lau bề mặt, bóc bao bì và sắp xếp hàng vẫn quyết định hiệu quả kiểm soát.

Trong ngành điện tử, vật tư có thể phải trải qua nhiều cấp làm sạch trước khi vào vùng ISO 5. Trong dược phẩm, vật tư vào khu vô trùng có thể cần khử khuẩn, tiệt trùng hoặc đi qua một chu trình chuyển vật tư đã được thẩm định.

Số lượng người trong phòng cần được giới hạn. Mỗi người không chỉ tạo hạt mà còn sinh nhiệt, hơi ẩm và ảnh hưởng đến dòng khí. Khi số người vượt thiết kế, HVAC có thể không duy trì điều kiện ổn định.

Đào tạo phải bao gồm cả lý do của từng quy tắc. Khi nhân viên hiểu rằng một động tác quay người nhanh có thể làm tăng hạt hoặc việc tựa vào thiết bị có thể truyền điện tích, khả năng tuân thủ sẽ cao hơn.

Hoạt động bảo trì là một nguồn ô nhiễm đặc biệt. Kỹ thuật viên mang dụng cụ, mở máy và tạo ma sát tại những vị trí thường được đóng kín. Sau bảo trì, khu vực có thể cần vệ sinh, kiểm tra và xác nhận trước khi sản xuất trở lại.

Thiết kế phòng sạch ISO 5 điện tử tại các khu công nghiệp Việt Nam

Việt Nam đang phát triển mạnh các lĩnh vực điện tử, lắp ráp linh kiện, cảm biến, thiết bị quang học và công nghiệp bán dẫn. Nhu cầu xây dựng phòng sạch tập trung tại những địa phương có hệ sinh thái khu công nghiệp và hạ tầng kỹ thuật phát triển.

Tại miền Bắc, Hà Nội, Bắc Ninh, Bắc Giang, Thái Nguyên, Hưng Yên và Hải Phòng là những địa bàn có nhiều dự án điện tử. Khu công nghiệp Thăng Long, Yên Phong, Quế Võ, VSIP Bắc Ninh, Quang Châu, Tràng Duệ và Deep C Hải Phòng là những khu vực thường được nhắc đến khi phát triển chuỗi cung ứng điện tử.

Khu công nghệ cao Hòa Lạc có tiềm năng phát triển nghiên cứu, sản xuất công nghệ cao và linh kiện có độ chính xác lớn. Tại miền Trung, Khu công nghệ cao Đà Nẵng và các khu công nghiệp tại Quảng Nam tạo thêm không gian cho những dự án công nghệ.

Ở phía Nam, Khu công nghệ cao Thành phố Hồ Chí Minh, Bình Dương, Đồng Nai và Long An có lợi thế về hạ tầng, cảng, logistics và chuỗi cung ứng. Các khu công nghiệp VSIP, Amata, Nhơn Trạch và Long Hậu có khả năng tiếp nhận nhiều dự án sản xuất cần môi trường kiểm soát.

Mỗi địa điểm có điều kiện môi trường khác nhau. Miền Bắc có mùa nồm, độ ẩm ngoài trời cao và biến động nhiệt độ theo mùa. Miền Nam có mùa mưa kéo dài với tải ẩm lớn. Khu vực ven biển còn phải xem xét hơi muối và nguy cơ ăn mòn thiết bị.

Tải bụi ngoài trời phụ thuộc vào giao thông, công trường xây dựng, đất trống và hoạt động của các nhà máy xung quanh. Hệ thống lấy gió tươi phải được bố trí tránh nguồn xả, bãi xe, tháp giải nhiệt và khu vực có nồng độ bụi cao. Điều kiện không khí bên ngoài ảnh hưởng đến số cấp lọc, tần suất thay lọc và khả năng xử lý hóa học. Nếu nhà máy đặt gần nguồn khí axit, bazơ hoặc hợp chất hữu cơ, việc đánh giá AMC cần được thực hiện từ giai đoạn thiết kế.

Nguồn nước là yếu tố quan trọng với một số quy trình điện tử và bán dẫn. Nước siêu tinh khiết có thể được sử dụng để làm sạch bề mặt. Chất lượng nước, khả năng dự phòng và hệ thống phân phối ảnh hưởng trực tiếp đến độ ổn định sản xuất.

Nguồn điện cũng phải được đánh giá. Phòng sạch ISO 5 sử dụng nhiều FFU, thiết bị xử lý khí, máy làm lạnh, máy hút ẩm và hệ thống điều khiển. Mất điện có thể làm chênh áp giảm, nhiệt độ tăng và nồng độ hạt vượt giới hạn.

Nhà máy cần xác định những thiết bị nào phải duy trì bằng nguồn điện dự phòng. Trình tự khởi động lại HVAC cũng phải được quy định để tránh thay đổi áp suất đột ngột hoặc đưa không khí chưa lọc vào phòng.

Rung nền cần được khảo sát nếu dự án sử dụng máy quang khắc, thiết bị đo hoặc máy có độ chính xác cao. Một khu đất gần quốc lộ, đường sắt hoặc công trình có máy ép lớn có thể không phù hợp nếu không có giải pháp cách rung.

Thiết kế nước ngoài không nên được sao chép nguyên trạng vào Việt Nam. Hệ thống được tính cho khí hậu ôn đới có thể thiếu công suất xử lý ẩm khi hoạt động trong mùa nồm hoặc mùa mưa.

Dịch vụ bảo trì và nguồn linh kiện thay thế cũng cần được xem xét. Bộ lọc, quạt, cảm biến, bộ điều khiển và vật liệu lọc hóa học phải có khả năng thay thế trong thời gian phù hợp. Một hệ thống quá phụ thuộc vào linh kiện đặc thù có thể làm tăng thời gian dừng máy.

Đối với nhà thầu thi công phòng sạch, việc khảo sát địa điểm, điều kiện khí hậu, hạ tầng và yêu cầu công nghệ cần được thực hiện trước khi chốt cấu hình thiết bị. Cấp ISO 5 chỉ là điểm bắt đầu, không phải toàn bộ đầu bài thiết kế.

FAQ - Câu hỏi thường gặp

• Phòng sạch ISO 5 điện tử có thực sự sạch hơn phòng dược phẩm không?

Không thể kết luận chỉ dựa vào tên ngành. Nếu cùng đạt ISO 5 ở cùng trạng thái đo, hai phòng phải đáp ứng giới hạn hạt tương ứng. Tuy nhiên, điện tử có thể kiểm soát chặt hơn đối với hạt siêu nhỏ, bề mặt, AMC, tĩnh điện và rung động. Dược phẩm vô trùng lại nghiêm ngặt hơn về vi sinh, thao tác vô trùng và bảo vệ người bệnh.

• ISO 5 và cấp A trong dược phẩm có giống nhau không?

Hai khái niệm có phần tương đồng về mức độ kiểm soát hạt tại vùng quan trọng nhưng không hoàn toàn giống nhau. ISO 5 là cấp phân loại độ sạch không khí theo nồng độ hạt. Cấp A trong dược phẩm còn gắn với dòng khí bảo vệ, giám sát vi sinh, thao tác vô trùng và chiến lược kiểm soát nhiễm.

• Vì sao cùng đạt ISO 5 nhưng chi phí đầu tư có thể khác nhau?

Chi phí còn phụ thuộc vào diện tích, độ phủ lọc, loại bộ lọc, số lượng FFU, nhiệt độ, độ ẩm, tĩnh điện, rung động, AMC và mức độ tự động hóa. Phòng bán dẫn yêu cầu ULPA, sàn nâng, lọc hóa học và kiểm soát rung có thể có chi phí cao hơn phòng chỉ kiểm soát hạt ở mức ISO 5.

• Hạt bụi kích thước nào gây nguy hiểm cho vi mạch?

Không có một kích thước duy nhất áp dụng cho mọi vi mạch. Mức nguy hiểm phụ thuộc vào kích thước cấu trúc, công đoạn và vị trí hạt rơi. Khi đường mạch thu nhỏ, những hạt nhỏ hơn 0,5 micromet cũng có thể ảnh hưởng. Vì vậy, nhà máy phải xác định kích thước hạt cần giám sát dựa trên sản phẩm.

• HEPA và ULPA khác nhau như thế nào?

Cả hai đều là bộ lọc hạt hiệu suất cao. ULPA thường có khả năng giữ hạt cao hơn tại vùng kích thước xuyên thấu khó nhất nhưng cũng tạo sức cản lớn hơn. Việc lựa chọn phải dựa trên yêu cầu kiểm soát hạt, lưu lượng, năng lượng và thiết kế hệ thống, không nên chỉ chọn loại có hiệu suất cao nhất.

• Phòng sạch điện tử ISO 5 có bắt buộc sử dụng ULPA không?

Không phải mọi trường hợp đều bắt buộc. Một hệ thống HEPA được thiết kế đúng vẫn có thể đáp ứng ISO 5. ULPA thường được xem xét khi quy trình nhạy với hạt rất nhỏ hoặc yêu cầu nội bộ cao hơn. Lựa chọn cuối cùng phải dựa trên đánh giá kỹ thuật và hiệu quả vận hành.

• Vì sao phòng điện tử phải kiểm soát tĩnh điện?

Phóng tĩnh điện có thể làm hỏng linh kiện ở mức năng lượng thấp hơn ngưỡng con người cảm nhận. Hư hỏng có thể xuất hiện ngay hoặc làm giảm độ tin cậy dài hạn. Phòng điện tử cần kết hợp sàn, quần áo, dụng cụ, nối đất, ion hóa và độ ẩm để kiểm soát ESD.

• Độ ẩm trong phòng sạch điện tử nên duy trì ở mức bao nhiêu?

Không có một mức chung cho mọi dây chuyền. Dải độ ẩm phải cân bằng giữa yêu cầu sản phẩm, kiểm soát tĩnh điện, nguy cơ ngưng tụ và điều kiện của thiết bị. Nhiều khu vực sử dụng dải trung bình, nhưng sản phẩm hoặc công đoạn đặc biệt có thể yêu cầu mức khác.

• Vì sao rung động ảnh hưởng đến sản xuất bán dẫn?

Thiết bị quang khắc, đo lường và định vị phải làm việc với độ chính xác rất cao. Rung từ giao thông, quạt, bơm hoặc máy sản xuất có thể làm sai lệch vị trí và kết quả đo. Vì vậy, dự án có thể cần khảo sát rung nền, móng riêng và hệ thống chống rung.

• AMC là gì và HEPA có lọc được AMC không?

AMC là ô nhiễm phân tử trong không khí, bao gồm nhiều loại khí và hơi hóa học. HEPA được thiết kế để giữ hạt, không phải để loại bỏ toàn bộ phân tử khí. Kiểm soát AMC thường cần bộ lọc hóa học, vật liệu hấp phụ và quản lý nguồn phát sinh.

• Air Shower có bắt buộc với phòng sạch ISO 5 không?

ISO 5 không tự động đồng nghĩa với việc phải sử dụng Air Shower. Thiết bị được lựa chọn dựa trên luồng người, loại trang phục, mức phát sinh hạt và chiến lược kiểm soát. Air Shower chỉ là một lớp hỗ trợ và không thay thế phòng thay đồ hoặc quy trình mặc trang phục đúng.

• FFU được bố trí như thế nào trong phòng sạch điện tử?

FFU thường được lắp trên trần theo tỷ lệ bao phủ phù hợp với cấp sạch và yêu cầu dòng khí. Vị trí cần xem xét thiết bị sản xuất, vùng sản phẩm, cửa hồi, tải nhiệt và khả năng bảo trì. Không nên phân bố FFU chỉ theo hình học nếu bên dưới có nhiều vật cản.

• Phòng sạch điện tử có cần kiểm soát vi sinh không?

Điều này phụ thuộc vào sản phẩm và quy trình. Nhiều dây chuyền điện tử không yêu cầu giám sát vi sinh nghiêm ngặt như dược phẩm vô trùng. Tuy nhiên, một số sản phẩm kết hợp sinh học, thiết bị y tế hoặc quy trình nhạy với màng sinh học vẫn có thể cần kiểm soát vi sinh.

• Những thiết bị nào thường được bố trí tại lối vào phòng ISO 5?

Tùy dự án, lối vào có thể gồm phòng thay đồ, Airlock, Air Shower, cửa khóa liên động, băng ghế phân vùng và hệ thống giám sát chênh áp. Vật tư có thể đi qua Pass Box hoặc Air Shower cho hàng. Cấu hình phải dựa trên luồng người và vật liệu thực tế.

• Chi phí xây dựng phòng sạch ISO 5 điện tử phụ thuộc vào yếu tố nào?

Chi phí phụ thuộc vào diện tích, chiều cao, độ phủ FFU, loại bộ lọc, công suất HVAC, độ ẩm, ESD, sàn nâng, lọc hóa học, giám sát, nguồn điện dự phòng và yêu cầu rung động. Mức độ sạch càng cao không phải là yếu tố duy nhất quyết định ngân sách.

Lựa chọn thiết bị cho phòng sạch ISO 5 điện tử

Phòng sạch điện tử ISO 5 không tuyệt đối cao hơn phòng sạch dược phẩm trong mọi phương diện. Hai ngành cùng kiểm soát ô nhiễm nhưng bảo vệ những đối tượng khác nhau và đối phó với những hậu quả khác nhau.

Điện tử thường đặt yêu cầu sâu hơn đối với hạt siêu nhỏ, độ sạch bề mặt, AMC, tĩnh điện, rung động và độ ổn định nhiệt độ. Dược phẩm vô trùng nghiêm ngặt hơn về vi sinh, thao tác vô trùng, nội độc tố, nhiễm chéo và an toàn người bệnh. Vì vậy, một dự án ISO 5 không nên bắt đầu bằng câu hỏi cần bao nhiêu FFU hoặc nên dùng HEPA hay ULPA. Câu hỏi đầu tiên phải là sản phẩm cần được bảo vệ khỏi loại ô nhiễm nào và mức hậu quả nếu biện pháp kiểm soát thất bại.

Từ yêu cầu của sản phẩm, đơn vị thiết kế mới xác định cấp độ sạch, kích thước hạt cần giám sát, phạm vi dòng khí một chiều, độ phủ lọc, nhiệt độ, độ ẩm, chênh áp và yêu cầu ESD.
Bản vẽ mặt bằng phải thể hiện luồng người, luồng vật tư, phòng thay đồ, Airlock và vị trí chuyển hàng. Bản vẽ HVAC cần làm rõ phương án cấp - hồi khí, vị trí FFU, tỷ lệ gió tươi, công suất xử lý nhiệt ẩm và khả năng duy trì áp suất.

Thiết bị phòng sạch chỉ phát huy hiệu quả khi được lựa chọn đồng bộ với hệ thống. FFU phải đáp ứng lưu lượng, cột áp, độ ồn và yêu cầu điều khiển. Bộ lọc HEPA hoặc ULPA phải phù hợp với kích thước hạt mục tiêu và khả năng của quạt.

Air Shower cần có kích thước, tốc độ khí, số lượng vòi phun và chu trình phù hợp với lưu lượng người. Pass Box phải tương thích với kích thước hàng, quy trình vệ sinh và ranh giới áp suất. Khóa liên động cần bảo đảm hai cửa không mở đồng thời trong điều kiện vận hành bình thường.

Đồng hồ chênh áp hoặc cảm biến điện tử phải có dải đo phù hợp với giá trị cần giám sát. Dải đo quá lớn có thể làm giảm khả năng đọc những thay đổi nhỏ. Hệ thống cảnh báo cần được thiết lập theo giới hạn vận hành đã phê duyệt.

Thiết bị phòng sạch VCR là đơn vị cung cấp thiết bị phòng sạch cho các nhà thầu thi công phòng sạch tại Việt Nam. Các nhóm sản phẩm phục vụ dự án điện tử gồm FFU, HEPA Box, bộ lọc HEPA và ULPA, Air Shower, Pass Box, khóa liên động, cửa phòng sạch và đồng hồ chênh áp.

Trong quá trình lựa chọn thiết bị, nhà thầu nên cung cấp bản vẽ mặt bằng, kích thước phòng, cấp độ sạch, chiều cao trần, yêu cầu lưu lượng khí, loại bộ lọc, số lượng người và đặc điểm dây chuyền. Những dữ liệu này giúp xác định cấu hình thiết bị phù hợp thay vì lựa chọn theo thông số rời rạc.

Đối với dự án tại Hà Nội, Bắc Ninh, Bắc Giang, Hải Phòng, Thái Nguyên, Hưng Yên, Đà Nẵng, Thành phố Hồ Chí Minh, Bình Dương, Đồng Nai và Long An, điều kiện khí hậu, tải bụi ngoài trời và hạ tầng khu công nghiệp cũng cần được đưa vào bài toán thiết kế.

Nhà thầu, đơn vị tư vấn và chủ đầu tư có thể liên hệ Thiết bị phòng sạch VCR để được hỗ trợ lựa chọn thiết bị theo cấp ISO, kích thước hạt cần kiểm soát, phương án cấp - hồi khí, chênh áp và yêu cầu riêng của dây chuyền điện tử.

Một phòng sạch ISO 5 đạt hiệu quả không chỉ là phòng vượt qua phép đếm hạt tại thời điểm nghiệm thu. Đó phải là môi trường duy trì ổn định các điều kiện cần thiết trong quá trình sản xuất, hạn chế khuyết tật, bảo vệ sản phẩm và có khả năng vận hành bền vững trong toàn bộ vòng đời của nhà máy.