Les sources de particules se divisent en particules inorganiques, organiques et biologiques. Chez l'être humain, elles peuvent facilement provoquer des maladies respiratoires et pulmonaires, ainsi que des allergies et des infections virales. Concernant les puces de silicium, l'accumulation de poussière peut entraîner leur déformation ou un court-circuit des circuits intégrés, les rendant inopérantes. C'est pourquoi la maîtrise des sources de micropollution est devenue un élément essentiel de la gestion des salles blanches.
L'importance du contrôle environnemental en salle blanche réside dans la garantie que les conditions environnementales du processus de production répondent à des normes de propreté spécifiques, ce qui est crucial pour de nombreuses industries. Voici l'importance et le rôle spécifique du contrôle environnemental en salle blanche :
1. Garantir la qualité du produit
1.1 Prévenir la pollution : Dans des secteurs comme les semi-conducteurs, l’industrie pharmaceutique et les équipements médicaux, les particules polluantes peuvent provoquer des défauts ou des défaillances de produits. En contrôlant la qualité de l’air et la concentration de particules dans les salles blanches, il est possible d’empêcher efficacement ces polluants d’affecter le produit.
Outre l'investissement initial en équipements matériels, la maintenance et le contrôle de la propreté des salles blanches nécessitent également un système de gestion performant. Les opérateurs ont l'impact le plus important sur la propreté des salles blanches. Leur présence entraîne une augmentation significative de la poussière. Leurs allées et venues détériorent immédiatement la propreté. Il apparaît donc que la principale cause de cette détérioration est liée au facteur humain.
1.2 Cohérence : L'environnement de la salle blanche contribue à maintenir la cohérence et la répétabilité du processus de production, assurant ainsi une qualité de produit stable.
Concernant le substrat en verre, l'adhérence de particules de poussière provoque des rayures, des courts-circuits, des bulles et d'autres défauts de fabrication, entraînant la mise au rebut de la pièce. Par conséquent, la maîtrise des sources de pollution est devenue un élément essentiel de la gestion des salles blanches.
Intrusion et prévention de la poussière extérieure
La salle blanche doit être maintenue sous une pression positive adéquate (> 0,5 mmHg). Une préparation minutieuse est indispensable pour garantir l'étanchéité à l'air. Le personnel, les équipements, les matières premières, les outils, les consommables, etc., doivent être nettoyés et désinfectés avant leur introduction dans la salle blanche. Par ailleurs, les outils de nettoyage doivent être correctement rangés et nettoyés ou remplacés régulièrement.
Production et prévention de poussière dans les salles blanches
Le choix approprié des matériaux de salle blanche, tels que les cloisons et les revêtements de sol, le contrôle de la production de poussière dans les équipements de production (c'est-à-dire un entretien et un nettoyage réguliers), l'interdiction pour le personnel de production de se déplacer ou d'effectuer de grands mouvements corporels à leur poste de travail, et la mise en œuvre de mesures préventives telles que l'ajout de tapis adhésifs aux postes de travail spécifiques.
2. Améliorer l'efficacité de la production
2.1 Réduction du taux de rebut : En réduisant les impuretés et les polluants dans le processus de production, le taux de rebut peut être réduit, le taux de rendement peut être augmenté et ainsi l'efficacité de la production peut être améliorée.
Par exemple : la production de plaquettes de silicium comporte 600 étapes. Si le rendement de chaque étape est de 99 %, quel est le rendement global des 600 étapes ? Réponse : 0,99600 = 0,24 %.
Pour qu'un processus soit économiquement viable, quel doit être le rendement de chaque étape ?
•0,999600 = 54,8 %
•0,9999600=94,2%
Le rendement de chaque étape du processus doit atteindre plus de 99,99 % pour que le rendement final du processus soit supérieur à 90 %, et la contamination par des microparticules affectera directement le rendement du processus.
2.2 Accélérer le processus : Travailler dans un environnement propre peut réduire le temps de nettoyage et de retouche inutile, rendant ainsi le processus de production plus efficace.
3. Assurer la santé et la sécurité du personnel
3.1 Santé au travail : Pour certains procédés de production susceptibles de libérer des substances nocives, les salles blanches permettent d’empêcher la propagation de ces substances dans l’environnement extérieur et de protéger la santé des travailleurs. Malgré les progrès technologiques, les améliorations des équipements et l’accroissement des connaissances, la qualité de l’air s’est dégradée. Une personne inhale environ 270 000 m³ d’air au cours de sa vie et passe 70 % à 90 % de son temps à l’intérieur. De fines particules sont inhalées et se déposent dans le système respiratoire. Les particules de 5 à 30 µm se déposent dans le nasopharynx, celles de 1 à 5 µm dans la trachée et les bronches, et celles inférieures à 1 µm dans la paroi alvéolaire.
Les personnes qui séjournent longtemps dans une pièce insuffisamment ventilée sont sujettes au « syndrome d'enfermement », dont les symptômes incluent maux de tête, oppression thoracique et fatigue. Elles sont également plus vulnérables aux maladies respiratoires et neurologiques. La norme nationale de mon pays, GB/T18883-2002, stipule que le débit d'air renouvelé ne doit pas être inférieur à 30 m³/h par personne.
Le volume d'air frais de la salle blanche doit prendre la valeur maximale des deux éléments suivants :
a. La somme du volume d'air nécessaire pour compenser le volume d'extraction intérieur et pour assurer la valeur de pression positive intérieure.
b. Assurer l'apport d'air frais nécessaire au personnel de la salle blanche. Conformément aux spécifications de conception des salles blanches, le volume d'air frais par personne et par heure ne doit pas être inférieur à 40 m³.
3.2 Production sûre : En contrôlant les paramètres environnementaux tels que l'humidité et la température, les risques pour la sécurité tels que les décharges électrostatiques peuvent être évités afin de garantir la sécurité de la production.
4. Respecter les exigences réglementaires et normatives
4.1 Normes industrielles : De nombreux secteurs industriels appliquent des normes de propreté strictes (telles que la norme ISO 14644) et la production doit être réalisée dans des salles blanches de niveaux spécifiques. Le respect de ces normes constitue non seulement une obligation réglementaire, mais aussi un gage de compétitivité pour l’entreprise.
Pour les produits des séries suivantes : établis propres, hangars propres, fenêtres de transfert à flux laminaire, unités de filtration à ventilateur (FFU), armoires propres, hottes à flux laminaire, hottes de pesage, écrans propres, autonettoyants et douches d'air, il est nécessaire de normaliser les méthodes de test de propreté des produits existants afin d'améliorer leur fiabilité.
4.2 Certification et audit : Réussir l'audit des organismes de certification tiers et obtenir les certifications pertinentes (telles que GMP, ISO 9001, etc.) pour renforcer la confiance des clients et élargir l'accès au marché.
5. Promouvoir l'innovation technologique
5.1 Soutien à la R&D : Les salles blanches offrent un environnement expérimental idéal pour le développement de produits de haute technologie et contribuent à accélérer le développement de nouveaux produits.
5.2 Optimisation des processus : Dans un environnement strictement contrôlé, il est plus facile d'observer et d'analyser l'impact des changements de processus sur les performances du produit, favorisant ainsi l'amélioration des processus.
6. Améliorer l'image de marque
6.1 Assurance qualité : Disposer d'installations de production propres et conformes aux normes les plus élevées peut améliorer l'image de marque et accroître la confiance des clients dans la qualité des produits.
6.2 Compétitivité sur le marché : Les produits qui peuvent être fabriqués dans un environnement propre sont souvent considérés comme un symbole de haute qualité et de haute fiabilité, ce qui aide les entreprises à se démarquer dans la concurrence féroce du marché.
7. Réduire les coûts de réparation et d'entretien
7.1 Prolonger la durée de vie des équipements : Les équipements et outils de production fonctionnant dans des conditions propres sont moins susceptibles à la corrosion et à l'usure, prolongeant ainsi leur durée de vie et réduisant la fréquence et les coûts de maintenance.
7.2 Réduire la consommation d'énergie : En optimisant la conception et la gestion des salles blanches, améliorer l'efficacité énergétique, réduire la consommation d'énergie et les coûts d'exploitation.
Quatre principes de gestion des opérations en salle blanche :
1. N'apportez pas :
Le cadre du filtre HEPA ne doit pas fuir.
La pression prévue doit être maintenue à l'intérieur.
Les opérateurs doivent se changer et entrer dans la salle blanche après la douche d'air.
Tout le matériel, l'équipement et les outils doivent être nettoyés avant d'être introduits.
2. Ne pas générer :
Les gens doivent porter des vêtements exempts de poussière.
Réduisez les actions inutiles.
N’utilisez pas de matériaux qui génèrent facilement de la poussière.
Les objets inutiles ne sont pas autorisés.
3. Ne pas accumuler :
Il ne devrait y avoir aucun recoin ni périphérie de machine difficile à nettoyer.
Essayez de minimiser le nombre de conduits d'aération, de canalisations d'eau, etc. apparents à l'intérieur.
Le nettoyage doit être effectué selon les méthodes standard et dans les délais spécifiés.
4. Retirez immédiatement :
Augmentez le nombre de renouvellements d'air.
Échappement près de la partie génératrice de poussière.
Améliorer la forme du flux d'air pour empêcher la poussière d'adhérer au produit.
En résumé, la maîtrise de l'environnement des salles blanches est essentielle pour garantir la qualité des produits, améliorer l'efficacité de la production, protéger la santé et la sécurité du personnel, respecter les exigences réglementaires, favoriser l'innovation technologique et valoriser l'image de marque. Les entreprises doivent impérativement prendre en compte ces facteurs lors de la conception et de la maintenance des salles blanches afin de s'assurer qu'elles répondent aux besoins de la production et de la recherche et développement.
Date de publication : 12 février 2025