Měření částicového usazování v reálném čase je revolucí

apmon_2012

apmon_system_2

V čistých prostorách je v současnosti věnována velká pozornost suspendovaným částicím. Ale kvalita produktu není ovlivněna malými částicemi ve vzduchu, které se neusazují, nýbrž velkými částicemi, které padají na produkt. Usazování částic se také děje i v těch nejčistších čistých místnostech, kde pracují lidé nebo běží stroje. To bylo potvrzeno náročnými, pomalými a nákladnými testovacími metodami. Zavedení oceněného APMON, cenově dostupného, nezávislého systému měření v reálném čase pro usazování, mění vše. APMON může být použit jako alarm, pro školení zaměstnanců, pro analýzu hlavních příčin usazování částic a dokonce i pro stanovení limitů usazování částic v čistých místnostech.

Velké částice o velikosti 10 až 100 mikrometrů se dokonce usazují na produktech i v těch nejčistších čistých místnostech. S ohledem na rozsáhlé filtrace vzduchu a inteligentní proudění vzduchu se to zdá nemožné, ale platí to pro všechny čisté místnosti, kde pracují lidé nebo běží stroje. Filtrace částic zajišťuje, že vzduch vstupující do místnosti je téměř bez částic a zcela bez těchto velkých částic. To je klíčová podmínka pro čistou výrobu, ale nestačí to. Běžící stroje a pracující lidé také způsobují usazování částic v čisté místnosti. Aktivitami jako chůze a práce vznikají částice; čištění nebo dotýkání se povrchů také způsobuje víření usazených částic. Čím blíže je to k kritické ploše produktu, tím vyšší je pravděpodobnost, že se tam částice usadí. I když je dobrá čistá místnost zařízena tak, aby odrazovala částice od těchto povrchů, ochrana nikdy není úplná. Zejména velké částice jsou pouze mírně ovlivněny prouděním vzduchu.

Padání
Pro boj s usazováním částic a zlepšení výsledků procesů v čistých místnostech je velmi důležité identifikovat hlavní příčiny usazování. Proto je nutné měřit usazování částic. U všech současných metod měření usazování částic nebo srážek částic se používají detekční desky. Tyto detekční desky jsou na určitou dobu, obvykle 24 hodin, umístěny na povrchu. Instalace a sběr detekčních desek musí být provedeno s nejvyšší pečlivostí, aby nedošlo ke kontaminaci. Po sběru jsou obvykle ručně vloženy do zařízení pro analýzu povrchů. Tato zařízení jsou obvykle pomalá a nákladná. Pomocí těchto zařízení lze určit rozložení velikostí částic, ze kterého vyplývá stupeň usazování částic (třída depozice částic, PDC). Na konci celého procesu je tedy tento malý, ale velmi cenný ukazatel.

Doklad
Koos Agricola, pověřenec pro čisté místnosti u Océ v Nizozemsku, prokázal, že stanovení PDC lze využít k ukázání účinnosti různých metod kontroly částic, například častějšího čištění a zlepšeného oděvu. Umístěním různých detekčních desek na různých místech dokázal ukázat, které stroje (a pracovníci) přispívají k šíření částic. K dosažení těchto výsledků je zapotřebí velmi přesný přístup a vysoká vytrvalost. Výsledek je pravděpodobně pozitivní, ale rozsah zlepšení je těžké přesně změřit. Proto se takové studie provádějí jen zřídka. I rutinní měření PDC se často provádějí jen nepravidelně, pokud vůbec. A pokud se provádějí, jsou výsledky k dispozici až po 24 hodinách nebo později, což může vést k významným výrobním výpadkům. Na závěr je třeba říci, že v současnosti neexistuje žádný mezinárodní standard pro usazování částic, mimo jiné proto, že dosud nebyla vyvinuta jednoduchá a cenově dostupná měřicí metoda.

Rychle
APMON, pokročilý monitor částic, to zásadně mění. Optický systém automaticky během několika minut vytvoří okamžitou snímkovou zprávu o celkové ploše přibližně 60 cm. Každá snímková zpráva je porovnána s předchozí, přičemž jsou počítány a měřeny všechny nově přibyly částice. Zachycená data jsou automaticky a nepřetržitě přenášena do stupňů PDC. Systém se skládá z monitoru (maximálně šesti monitorů pro současné stanovení PDC na šesti různých místech) a základní jednotky, která provádí výpočty a ukládá data. Systém může být nastaven tak, aby spustil alarm, pokud je usazeno více částic, než je povoleno v období mezi dvěma snímky. Uživatel může nastavit úroveň alarmu nebo povolenou hodnotu PDC a místo, kde bude alarm spuštěn: buď na samotném monitoru, na základní jednotce nebo na pracovišti pověřence pro čisté místnosti. Údržba APMON je jednoduchá. Občas je nutné vyměnit jednorázový modul, na kterém se částice usazují. Jak často je třeba modul vyměnit, závisí na kvalitě čisté místnosti a může to být mezi dvěma a třemi týdny. Systém se po instalaci nového modulu automaticky kalibruje a poté při každém novém snímku. Data jsou automaticky ukládána, takže lze snadno generovat zprávy o stavu pomocí systému.

Standard
Zřízení a údržba APMON pro kontrolu PDC v čistých místnostech je velmi jednoduchá. Protože náklady na investice jsou srovnatelné s náklady běžných systémů, je použití APMON určitě ekonomičtější. Ale největší výhodou je, že měření probíhá v reálném čase a je minimálně 150krát rychlejší než běžné metody měření. Díky tomu můžete rychleji reagovat, například zastavit výrobu nebo izolovat pacienty, kteří by mohli být poškozeni náhlým usazováním částic. Navíc je jasně vidět, co způsobilo náhlé usazování, například čištění podlahy, polední přestávka s pohybem velkého počtu lidí nebo nezkušený personál. Proto je APMON ideální pro školení zaměstnanců i pro kontrolu kvality v čistých místnostech a operačních sálech. To je ještě důvodem k stanovení jasných limitů PDC pro různé typy čistých místností. Není pochyb o tom, že pověřenci pro čisté místnosti a další odborníci budou APMON oceňovat. Nedávno byl APMON na Cleanzone 2012 ve Frankfurtu oceněn cenou Cleanroom Innovation Award. Celkem bylo nominováno pět produktů a ne méně než 80 procent návštěvníků hlasovalo pro APMON.

Domníváme se, že APMON přinese revoluci v monitorování čistých místností. Občasná měření suspendovaných částic budou i nadále nutná k ověření filtrace vzduchu. Ale nejdůležitějším nástrojem kontroly kontaminace bude měření usazování částic.