Bảng cấp sạch ISO Class 5 – 6 – 7 – 8 đang được chuyền tay trong phần lớn nhà máy điện tử tại Việt Nam là bảng của ISO 14644-1:1999 — phiên bản đã bị thu hồi từ năm 2015. Điểm khác biệt dễ thấy nhất: ô ISO Class 5 ở cỡ hạt ≥ 5 µm với giá trị 29 hạt/m³ không còn là giới hạn phân loại trong phiên bản hiện hành. Bài viết này đi qua toàn bộ quy trình đo tiểu phân phòng sạch điện tử theo đúng ISO 14644-1:2015: giới hạn nồng độ thật, cách chọn cỡ hạt, cách tính số điểm lấy mẫu và thể tích mẫu, rồi mới tới việc chọn thiết bị.
- Phòng sạch điện tử khác phòng sạch dược ở đâu
- Giới hạn nồng độ hạt ISO Class 5 – 8 theo bản 2015
- Chọn cỡ hạt: quy tắc D₂ ≥ 1,5 × D₁
- Ba trạng thái chiếm dụng và cách ghi kết quả
- Số điểm lấy mẫu NL tính thế nào
- Thể tích mẫu đơn Vs và thời gian lấy mẫu
- Thực hiện phép đo và xử lý kết quả
- Ánh xạ ISO Class 5 – 8 vào khu vực nhà máy điện tử
- Chọn thiết bị PMS theo cấp sạch
- Phân loại định kỳ và giám sát liên tục
- Sáu lỗi thường gặp
- Câu hỏi thường gặp
Phòng sạch điện tử khác phòng sạch dược ở đâu
Cả hai ngành cùng dùng một tiêu chuẩn phân loại là ISO 14644-1, nhưng cách khai thác tiêu chuẩn thì khác hẳn nhau, và đây là nguồn gốc của phần lớn sai sót khi triển khai.
Trong nhà máy dược, hạt được quan tâm chủ yếu vì nó là vật mang vi sinh, nên trọng tâm rơi vào cỡ 0,5 µm và 5,0 µm cùng với việc giám sát hạt sống. Trong nhà máy điện tử và bán dẫn, hạt là khuyết tật vật lý: một hạt có đường kính bằng khoảng một phần ba kích thước cấu trúc đang chế tạo đã đủ để làm hỏng mạch. Vì vậy chỉ tiêu dịch chuyển xuống phía dưới của dải đo — 0,1 µm, 0,2 µm, 0,3 µm — nơi mà ISO 14644-1 chỉ cho phép phân loại tới ngưỡng thấp nhất là 0,1 µm.
Ranh giới đó được ghi thẳng trong phạm vi áp dụng của tiêu chuẩn: chỉ các quần thể hạt có ngưỡng từ 0,1 µm đến 5 µm mới được dùng để phân loại. Hạt nhỏ hơn 0,1 µm (nano) sẽ do một tiêu chuẩn khác điều chỉnh, còn hạt lớn hơn 5 µm được mô tả bằng M descriptor chứ không tạo thành ISO Class. Nếu chương trình đo của bạn ở nhà máy điện tử đang nhắm tới hạt 20 nm hay 50 nm, đó là bài toán nằm ngoài ISO 14644-1 và cần thiết bị chuyên biệt — không phải máy đếm hạt phân loại phòng sạch.
Giới hạn nồng độ hạt ISO Class 5 – 8 theo bản 2015
Đây là trích Bảng 1 của ISO 14644-1:2015, đơn vị hạt/m³, giá trị tích luỹ — nghĩa là con số ở cỡ 0,3 µm đã bao gồm mọi hạt bằng và lớn hơn 0,3 µm.
| ISO Class | ≥ 0,1 µm | ≥ 0,2 µm | ≥ 0,3 µm | ≥ 0,5 µm | ≥ 1 µm | ≥ 5 µm |
|---|---|---|---|---|---|---|
| ISO 5 | 100.000 | 23.700 | 10.200 | 3.520 | 832 | không áp dụng d,e,f |
| ISO 6 | 1.000.000 | 237.000 | 102.000 | 35.200 | 8.320 | 293 |
| ISO 7 | không áp dụng c | không áp dụng c | không áp dụng c | 352.000 | 83.200 | 2.930 |
| ISO 8 | không áp dụng c | không áp dụng c | không áp dụng c | 3.520.000 | 832.000 | 29.300 |
Ý nghĩa các chú thích, vì chính chúng mới là phần hay bị bỏ qua:
- c — giới hạn không áp dụng ở vùng này của bảng do nồng độ hạt quá cao. Nói cách khác, bạn không phân loại một phòng ISO 7 hay ISO 8 bằng số đếm ở 0,1 – 0,3 µm.
- d — hạn chế về lấy mẫu và thống kê ở nồng độ thấp khiến việc phân loại không phù hợp.
- e — với hạt cỡ lớn hơn 1 µm ở nồng độ thấp, tổn thất hạt trong hệ thống lấy mẫu làm phép phân loại mất ý nghĩa.
- f — riêng ISO Class 5 tại 5 µm: nếu hợp đồng hoặc quy định vẫn cần chỉ tiêu này, tiêu chuẩn cho phép dùng M descriptor kèm theo ít nhất một cỡ hạt khác, chứ không coi đó là một giới hạn phân loại độc lập.
Đây chính là điểm cần sửa trong hồ sơ của nhiều nhà máy: bảng cũ ghi ISO 5 ở 5 µm là 29 hạt/m³. Bản 2015 đã bỏ ô này khỏi vai trò giới hạn phân loại và thay bằng cơ chế M descriptor — một thay đổi được nêu rõ trong phần giới thiệu của tiêu chuẩn, nhằm xử lý yêu cầu ≥ 5 µm cho ISO Class 5 trong các phụ lục vô trùng của GMP EU, PIC/S và WHO. Nếu quy trình nội bộ của bạn vẫn viện dẫn con số 29 như một giới hạn ISO, tài liệu đó đang tham chiếu một phiên bản đã thu hồi.
Một lưu ý nữa cho phòng ISO 9: cấp này chỉ áp dụng cho trạng thái đang vận hành.
Chọn cỡ hạt: quy tắc D₂ ≥ 1,5 × D₁
Tiêu chuẩn không bắt bạn đo tất cả các cỡ hạt. Bạn chọn một hoặc nhiều ngưỡng trong dải 0,1 – 5 µm, nhưng nếu chọn nhiều hơn một thì phải tuân thủ một ràng buộc: mỗi đường kính lớn hơn phải bằng ít nhất 1,5 lần đường kính nhỏ liền kề (D₂ ≥ 1,5 × D₁).
Ràng buộc này loại bỏ ngay những cặp mà thực tế hay gặp trong bản vẽ kỹ thuật do khách hàng nước ngoài gửi sang: 0,3 µm và 0,4 µm là không hợp lệ để cùng dùng phân loại, vì 0,4 < 1,5 × 0,3 = 0,45. Trong khi 0,3 µm và 0,5 µm thì hợp lệ (0,5 ≥ 0,45), và 0,5 µm với 1,0 µm cũng hợp lệ.
Lý do đằng sau là độ phân giải quang học: hai ngưỡng quá gần nhau nằm trong vùng sai số của cùng một phép đo tán xạ ánh sáng, nên hai con số thu được không thực sự độc lập với nhau.
Với nhà máy điện tử, cách chọn thực dụng thường là:
- Khu vực xử lý wafer hở, quang khắc — 0,1 µm là ngưỡng nhỏ nhất, thường ghép với 0,3 µm hoặc 0,5 µm.
- Khu vực lắp ráp chính xác, back-end đóng gói — 0,3 µm ghép với 0,5 µm.
- Khu vực SMT, kho phòng sạch, phòng gowning — 0,5 µm, có thể ghép thêm 5,0 µm.
Ba trạng thái chiếm dụng và cách ghi kết quả
Một kết quả phân loại không có trạng thái chiếm dụng đi kèm là một kết quả không đọc được. Tiêu chuẩn định nghĩa ba trạng thái:
| Trạng thái | Định nghĩa theo ISO 14644-1:2015 | Dùng khi nào |
|---|---|---|
| As-built (vừa xây xong) |
Phòng hoàn thiện, mọi dịch vụ đã đấu nối và hoạt động, nhưng không có thiết bị, đồ đạc, vật tư hay con người | Nghiệm thu nhà thầu xây lắp phòng sạch |
| At-rest (nghỉ) |
Thiết bị đã lắp và đang chạy theo thoả thuận, nhưng không có nhân sự trong phòng | Nghiệm thu dây chuyền, phân loại định kỳ |
| Operational (vận hành) |
Phòng hoạt động đúng cách đã quy định, thiết bị chạy và có đủ số nhân sự đã định | Chứng minh năng lực thật của phòng khi sản xuất |
Cách ghi kết quả theo tiêu chuẩn gồm ba thành phần: số ISO Class, trạng thái chiếm dụng, và (các) cỡ hạt đã xét. Ví dụ mà chính tiêu chuẩn đưa ra có dạng: ISO Class 4; at rest; 0,2 µm, 0,5 µm. Một dòng ghi “phòng đạt ISO Class 7” không kèm hai thành phần còn lại là chưa đủ để làm hồ sơ.
Trong nhà máy điện tử, chênh lệch giữa at-rest và operational thường là một tới hai cấp sạch, vì con người là nguồn phát hạt lớn nhất trong phòng. Cam kết với khách hàng nên nêu rõ trạng thái, nếu không thì hai bên sẽ nghiệm thu theo hai thước đo khác nhau.
Số điểm lấy mẫu NL tính thế nào
Đây là thay đổi lớn nhất của bản 2015. Bản 1999 dùng công thức căn bậc hai diện tích cộng thêm giới hạn tin cậy trên 95 % (95 % UCL) khi có ít hơn mười điểm. Bản 2015 bỏ hoàn toàn 95 % UCL và thay bằng bảng tra dựa trên mô hình lấy mẫu siêu bội, cho độ tin cậy ít nhất 95 % rằng ít nhất 90 % diện tích phòng không vượt giới hạn.
Trích Bảng A.1 ở các mức diện tích hay gặp trong nhà máy điện tử:
| Diện tích phòng (m²) ≤ | Số điểm tối thiểu NL | Diện tích phòng (m²) ≤ | Số điểm tối thiểu NL |
|---|---|---|---|
| 10 | 5 | 156 | 20 |
| 24 | 6 | 192 | 21 |
| 36 | 9 | 232 | 22 |
| 52 | 10 | 276 | 23 |
| 72 | 14 | 352 | 24 |
| 104 | 16 | 636 | 26 |
| 148 | 19 | 1.000 | 27 |
Nếu diện tích rơi vào khoảng giữa hai dòng thì lấy dòng lớn hơn. Một xưởng SMT 300 m² nằm giữa 276 và 352, nên NL = 24 điểm, không phải 23.
Với phòng lớn hơn 1.000 m², dùng công thức: NL = 27 × √(A ÷ 1.000), làm tròn lên. Một bay sản xuất 1.800 m² cho 27 × √1,8 = 36,2 → 37 điểm.
Sau khi có NL, quy trình bố trí là: chia phòng thành NL phần có diện tích gần bằng nhau, mỗi phần chọn một vị trí đại diện, và đặt đầu dò ở mặt phẳng thao tác. Với phòng khí thổi một chiều, diện tích được tính theo mặt cắt ngang của dòng khí vuông góc với hướng thổi — không phải diện tích sàn. Với phòng khí xáo trộn, cần tránh đặt điểm ngay bên dưới miệng cấp khí không khuếch tán, vì điểm đó không đại diện cho khu vực xung quanh.
Thể tích mẫu đơn Vs và thời gian lấy mẫu
Nguyên tắc gốc rất gọn: tại mỗi vị trí phải hút đủ lượng khí để đếm được tối thiểu 20 hạt nếu nồng độ đúng bằng giới hạn của cấp sạch, tại cỡ hạt lớn nhất đã chọn. Công thức:
Vs = (20 ÷ Cn,m) × 1.000 (lít)
trong đó Cn,m là giới hạn của cấp sạch tại cỡ hạt lớn nhất được xét. Đây là chỗ sai nhiều nhất trong thực tế: người ta hay tính theo cỡ hạt nhỏ nhất vì nghĩ nó khắt khe hơn. Ngược lại — cỡ hạt nhỏ nhất quyết định thiết bị phải mua, còn cỡ hạt lớn nhất quyết định thời gian phải đứng đo.
Áp dụng cho bốn cấp sạch của bài này:
| Cấp sạch & cỡ hạt lớn nhất | Cn,m (hạt/m³) | Vs tính ra | Thể tích thực phải lấy |
|---|---|---|---|
| ISO 5 — 0,5 µm | 3.520 | 5,68 L | 5,68 L (> mức tối thiểu 2 L) |
| ISO 6 — 0,5 µm | 35.200 | 0,57 L | 2 L — áp mức sàn |
| ISO 7 — 0,5 µm | 352.000 | 0,06 L | 2 L — áp mức sàn |
| ISO 7 — 5,0 µm | 2.930 | 6,83 L | 6,83 L |
| ISO 8 — 0,5 µm | 3.520.000 | 0,006 L | 2 L — áp mức sàn |
| ISO 8 — 5,0 µm | 29.300 | 0,68 L | 2 L — áp mức sàn |
Hai điều kiện sàn luôn phải thoả đồng thời: thể tích lấy tại mỗi vị trí tối thiểu 2 lít và thời gian lấy mẫu tối thiểu 1 phút cho mỗi mẫu tại mỗi vị trí. Ngoài ra, mọi vị trí phải dùng cùng một thể tích mẫu đơn.
Từ đây suy ra một kết luận thực tế mà ít tài liệu bán hàng nói thẳng: ở dải ISO Class 5 đến 8, một máy 28,3 LPM (1,0 CFM) đã thoả mọi yêu cầu thể tích của tiêu chuẩn ngay trong 1 phút. Trường hợp nặng nhất trong bảng trên là 6,83 L, tương ứng 14 giây ở 28,3 LPM — vẫn phải đứng đủ 1 phút vì điều kiện thời gian sàn. Vậy máy lưu lượng 50 hay 100 LPM có ích ở đâu? Ở hai tình huống:
- Khi quy trình nội bộ hoặc khách hàng yêu cầu 1 m³ cho mỗi điểm — 1.000 L mất khoảng 35 phút ở 28,3 LPM, 20 phút ở 50 LPM và 10 phút ở 100 LPM. Nhân với 24 điểm thì chênh lệch là hàng chục giờ công.
- Khi phân loại các cấp sạch khắt khe hơn ISO 5, nơi Vs vượt xa thể tích một phút của máy 1,0 CFM.
Ngược lại, một máy cầm tay 2,83 LPM (0,1 CFM) cần hơn 2 phút cho mỗi điểm ở ISO 5 và gần 2,5 phút ở ISO 7 xét tới 5,0 µm — nhân với 24 điểm là gần một giờ chỉ riêng thời gian hút mẫu. Thiết bị loại này hợp cho kiểm tra nhanh tại chỗ hơn là đi phân loại toàn phòng.
Thực hiện phép đo và xử lý kết quả
Trước khi đo, thiết bị phải có giấy chứng nhận hiệu chuẩn còn hiệu lực, với tần suất và phương pháp theo ISO 21501-4 — đây là điều kiện bắt buộc, không phải khuyến nghị. Bắt đầu ca đo bằng một phép zero count check theo hướng dẫn của nhà sản xuất.
Về hướng đầu dò: đầu lấy mẫu phải quay ngược vào dòng khí. Nếu hướng khí không được kiểm soát hoặc không dự đoán được — tức hầu hết phòng khí xáo trộn ở khu vực SMT và lắp ráp — thì đầu dò phải quay thẳng đứng lên trên. Đây là chi tiết bị bỏ qua rất thường xuyên và nó ảnh hưởng trực tiếp tới hiệu suất thu hạt cỡ lớn.
Về tiêu chí đạt: phòng được coi là đạt cấp sạch khi nồng độ trung bình tại từng vị trí không vượt giới hạn của Bảng 1. Không còn bước tính giới hạn tin cậy trên toàn phòng như bản 1999 — mỗi vị trí được xét độc lập.
Khi gặp kết quả vượt ngưỡng, tiêu chuẩn phân biệt hai tình huống:
- Do một sự cố bất thường đã xác định được — số đếm đó có thể loại bỏ, nhưng phải ghi chú rõ trong báo cáo và lấy lại mẫu mới.
- Do hỏng hóc kỹ thuật của phòng sạch hoặc thiết bị — phải tìm nguyên nhân, khắc phục, rồi đo lại vị trí lỗi cùng các vị trí lân cận và mọi vị trí bị ảnh hưởng. Lựa chọn phải được ghi và biện minh rõ ràng.
Báo cáo thử nghiệm bắt buộc có: tên và địa chỉ tổ chức thử nghiệm cùng ngày đo; viện dẫn đúng ISO 14644-1:2015; nhận dạng vị trí phòng và toạ độ mọi điểm lấy mẫu; tiêu chí chỉ định gồm ISO Class, trạng thái chiếm dụng và cỡ hạt; chi tiết phương pháp cùng nhận dạng thiết bị và giấy hiệu chuẩn hiện hành; và toàn bộ dữ liệu nồng độ tại mọi vị trí.
Ánh xạ ISO Class 5 – 8 vào khu vực nhà máy điện tử
Cần nói rõ trước: ISO 14644-1 không gán cấp sạch cho hoạt động sản xuất nào cả. Tiêu chuẩn chỉ định nghĩa giới hạn và phương pháp; việc một công đoạn cần cấp sạch nào là quyết định thiết kế dựa trên đánh giá rủi ro và yêu cầu công nghệ. Bảng dưới đây là thực tế thiết kế thường gặp trong ngành điện tử, dùng để tham khảo khi lập chương trình đo:
| Cấp sạch | Khu vực điển hình trong nhà máy điện tử | Cỡ hạt thường xét |
|---|---|---|
| ISO 5 | Quang khắc và track, xử lý wafer hở, khu vực gắn die và hàn dây cho linh kiện nhạy, chế tạo MEMS và cảm biến ảnh | 0,1 và 0,3 µm; hoặc 0,3 và 0,5 µm |
| ISO 6 | Vùng đệm bao quanh khu ISO 5, đo kiểm wafer, lắp ráp quang học và module ống kính | 0,3 và 0,5 µm |
| ISO 7 | Đóng gói bán dẫn back-end, lắp ráp module camera, SMT độ chính xác cao, dán tấm nền hiển thị | 0,5 và 5,0 µm |
| ISO 8 | SMT thông thường, kho vật tư trong phòng sạch, phòng thay đồ, khu vực chuẩn bị và đóng thùng | 0,5 và 5,0 µm |
Điểm đáng chú ý khi đọc bảng cùng với Bảng 1 ở trên: ở ISO 7 và ISO 8, tiêu chuẩn không cho phép phân loại bằng số đếm ở 0,1 – 0,3 µm. Nên nếu nhà thầu bàn giao cho bạn một báo cáo “ISO Class 8 tại 0,3 µm”, báo cáo đó không hợp lệ về mặt tiêu chuẩn — dù thiết bị vẫn hiển thị được con số ở kênh đó.
Chọn thiết bị PMS theo cấp sạch
Việc chọn máy đi theo đúng thứ tự đã phân tích: cỡ hạt nhỏ nhất quyết định model, lưu lượng quyết định thời gian khảo sát. Dưới đây là các cấu hình của Particle Measuring Systems theo dữ liệu sản phẩm hiện hành:
| Model | Dải đo | Lưu lượng | Phù hợp phân loại |
|---|---|---|---|
| Máy đếm hạt tiểu phân PMS Lasair III 110 | 0,1 – 5,0 µm, 8 kênh | 28,3 LPM (1,0 CFM) | ISO 5 trở xuống, khi cần ngưỡng 0,1 µm |
| PMS Lasair III 310B | 0,3 – 10,0 µm, 6 kênh | 28,3 LPM | ISO 5 – 8 với ngưỡng 0,3 µm |
| PMS Lasair III 310C | 0,3 – 25,0 µm, 6 kênh | 28,3 LPM | Như 310B, thêm dải hạt lớn tới 25 µm |
| PMS Lasair III 350L | 0,3 – 25,0 µm, 6 kênh | 50 LPM (1,77 CFM) | ISO 5 – 8, rút ngắn thời gian khi SOP đòi thể tích lớn |
| PMS Lasair III 5100 | 0,5 – 25,0 µm, 6 kênh | 100 LPM (3,53 CFM) | ISO 6 – 8 diện rộng, khi cần 1 m³ mỗi điểm |
| PMS Lasair Pro 310 | 0,3 – 25,0 µm, 8 kênh cấu hình | 28,3 LPM | ISO 5 – 8, thế hệ Pro với 21 CFR Part 11 |
| PMS Lasair Pro 5100 | 0,5 – 25,0 µm, 8 kênh cấu hình | 100 LPM | ISO 6 – 8 diện rộng |
| PMS Handilaz Mini II | 0,2 – 10 µm | 2,83 LPM (0,1 CFM) | Kiểm tra nhanh tại chỗ, không dùng khảo sát toàn phòng |
Cả họ Lasair III đều tuân thủ ISO 14644-1:2015 và ISO 21501-4 theo công bố sản phẩm, và có tuỳ chọn hiệu chuẩn ISO/IEC 17025 thực hiện tại Việt Nam — điểm này ảnh hưởng trực tiếp tới yêu cầu “giấy hiệu chuẩn còn hiệu lực tại thời điểm thử nghiệm” ở mục A.2.2 của tiêu chuẩn.
Phân loại định kỳ và giám sát liên tục
Phân loại theo ISO 14644-1 là phép đo định kỳ — tiêu chuẩn nêu rõ việc phân loại ở trạng thái at-rest hoặc operational có thể thực hiện theo chu kỳ dựa trên đánh giá rủi ro, thông thường là hằng năm. Việc theo dõi phòng giữa các lần phân loại thuộc phạm vi của ISO 14644-2:2015.
Tiêu chuẩn còn nói thêm một điều có giá trị kinh tế trực tiếp: nếu cơ sở được trang bị hệ thống giám sát liên tục hoặc thường xuyên về nồng độ hạt và các thông số vận hành liên quan, thì khoảng thời gian giữa các lần phân loại có thể được kéo dài, với điều kiện kết quả giám sát vẫn nằm trong giới hạn quy định.
Đó là lý do các fab và nhà máy điện tử lớn không chỉ mua máy cầm tay. Bộ đôi thực tế gồm:
- Máy cầm tay — thực hiện phân loại định kỳ theo Bảng A.1, kiểm tra HEPA, truy tìm nguồn phát hạt.
- Cảm biến cố định như PMS Airnet II 310-4 (0,3 – 5,0 µm, 28,3 LPM), Airnet II 501-4 (0,5 – 10,0 µm, 2,8 LPM) hay PMS IsoAir Pro — chạy liên tục tại các điểm rủi ro cao, cấp nguồn qua Ethernet.
- Phần mềm quản lý như PMS FacilityPro hoặc Facility Net — nơi số liệu trở thành ngưỡng cảnh báo, xu hướng và hồ sơ truy vết.
Một điểm cần phân biệt rạch ròi: cảm biến cố định lưu lượng 2,8 LPM vẫn thoả điều kiện sàn của tiêu chuẩn trong 1 phút, nhưng nó được đặt tại một điểm cố định, còn phân loại đòi khảo sát theo sơ đồ NL điểm. Hai công việc khác nhau, không thay thế cho nhau.
Sáu lỗi thường gặp khi đo tiểu phân phòng sạch điện tử
- Dùng bảng giới hạn của phiên bản 1999. Dấu hiệu nhận biết nhanh: bảng có con số 29 ở ô ISO 5 / 5 µm, và có cột “FED STD 209E”. Tiêu chuẩn liên bang Mỹ này đã bị huỷ bỏ, và ô 29 đã được thay bằng cơ chế M descriptor.
- Tính Vs theo cỡ hạt nhỏ nhất. Công thức lấy giới hạn tại cỡ hạt lớn nhất được xét. Tính nhầm chiều sẽ cho thể tích mẫu nhỏ hơn yêu cầu và làm mất hiệu lực toàn bộ phép đo.
- Chọn cặp cỡ hạt vi phạm D₂ ≥ 1,5 × D₁. Cặp 0,3 và 0,4 µm là ví dụ hay gặp nhất trong yêu cầu kỹ thuật dịch máy.
- Dừng lấy mẫu khi đủ thể tích nhưng chưa đủ 1 phút. Hai điều kiện sàn phải thoả đồng thời, không phải chọn một.
- Phân loại ISO 7 hoặc ISO 8 bằng kênh 0,1 – 0,3 µm. Vùng này của bảng không áp dụng giới hạn; số đếm vẫn hiện trên màn hình nhưng không dùng để kết luận cấp sạch được.
- Bỏ qua hướng đầu dò. Trong phòng khí xáo trộn, đầu dò phải quay thẳng đứng lên trên; đặt nằm ngang làm sai lệch hiệu suất thu hạt, rõ nhất ở kênh 5,0 µm.
Câu hỏi thường gặp
Vì sao bảng ISO 14644-1 tôi đang dùng có giá trị 29 hạt/m³ cho ISO Class 5 ở 5 µm?
Vì đó là bảng của ISO 14644-1:1999, phiên bản đã bị thay thế. Trong ISO 14644-1:2015, ô ISO Class 5 tại cỡ ≥ 5 µm không còn là giới hạn phân loại: tiêu chuẩn ghi chú rằng hạn chế về thu mẫu với hạt nồng độ thấp và cỡ lớn hơn 1 µm khiến việc phân loại tại cỡ hạt này không phù hợp, do khả năng mất hạt trong hệ thống lấy mẫu. Nếu vẫn cần chỉ tiêu ≥ 5 µm cho ISO Class 5 — thường do yêu cầu của GMP EU, PIC/S hoặc WHO — tiêu chuẩn cho phép dùng macroparticle descriptor M kèm ít nhất một cỡ hạt khác. Các bảng có thêm cột FED STD 209E cũng là dấu hiệu của tài liệu cũ.
Phòng sạch điện tử ISO Class 7 rộng 300 m² thì cần đo bao nhiêu điểm và mỗi điểm bao lâu?
Diện tích 300 m² nằm giữa hai dòng 276 và 352 của Bảng A.1, và tiêu chuẩn yêu cầu lấy dòng lớn hơn, nên số điểm tối thiểu là 24. Chia phòng thành 24 phần diện tích gần bằng nhau, mỗi phần chọn một vị trí đại diện ở mặt phẳng thao tác. Nếu xét hai cỡ hạt 0,5 và 5,0 µm thì cỡ lớn nhất là 5,0 µm với giới hạn 2.930 hạt/m³, cho thể tích mẫu đơn 6,83 lít. Với máy 28,3 LPM, thể tích này đạt sau khoảng 14 giây, nhưng vẫn phải lấy mẫu đủ 1 phút tại mỗi vị trí theo điều kiện thời gian tối thiểu — tổng cộng khoảng 24 phút thời gian hút mẫu thuần.
Có bắt buộc phải đo cả 0,1 µm cho nhà máy bán dẫn không?
Không bắt buộc theo tiêu chuẩn. ISO 14644-1 cho phép bạn chọn một hoặc nhiều ngưỡng trong dải 0,1 – 5 µm, và chính công nghệ của bạn quyết định ngưỡng nào có ý nghĩa. Với công đoạn xử lý wafer hở và quang khắc, ngưỡng 0,1 µm thường được chọn vì kích thước cấu trúc đủ nhỏ để một hạt cỡ này gây khuyết tật. Với đóng gói back-end hay SMT, 0,3 và 0,5 µm thường đã phản ánh đúng rủi ro. Lưu ý là 0,1 µm cũng là ngưỡng thấp nhất mà tiêu chuẩn cho phép dùng để phân loại — hạt nhỏ hơn thuộc phạm vi một tiêu chuẩn riêng về hạt nano.
Máy lưu lượng 100 LPM có thực sự cần cho phòng ISO Class 5 – 8 không?
Xét thuần theo yêu cầu tối thiểu của tiêu chuẩn thì không: ở dải ISO 5 đến 8, thể tích mẫu đơn lớn nhất cần tới là khoảng 6,8 lít, mà máy 28,3 LPM đạt được trong chưa tới 15 giây, trong khi điều kiện thời gian tối thiểu 1 phút vẫn buộc bạn đứng đủ một phút. Lưu lượng cao trở nên đáng giá khi quy trình nội bộ hoặc khách hàng yêu cầu thể tích 1 m³ cho mỗi điểm: 1.000 lít mất khoảng 35 phút ở 28,3 LPM, 20 phút ở 50 LPM và 10 phút ở 100 LPM, nhân với vài chục điểm thì chênh lệch rất lớn. Nó cũng cần khi bạn phân loại các cấp sạch khắt khe hơn ISO 5.
Cảm biến cố định Airnet II hay IsoAir có thay được máy cầm tay khi phân loại không?
Không, và ngược lại cũng vậy. Phân loại là phép đo định kỳ trên nhiều vị trí theo sơ đồ tính từ Bảng A.1, nên cần thiết bị di chuyển được giữa các điểm. Cảm biến cố định phục vụ mục tiêu khác: phủ kín thời gian tại các điểm rủi ro cao, phát hiện sự cố ngay khi nó đang xảy ra. Điểm đáng lưu ý về mặt chi phí là tiêu chuẩn cho phép kéo dài khoảng cách giữa hai lần phân loại nếu cơ sở có hệ thống giám sát liên tục và kết quả giám sát vẫn nằm trong giới hạn — nên hai loại thiết bị bổ trợ chứ không cạnh tranh nhau.
Kết quả đo bị vượt ngưỡng tại một điểm thì phải làm gì?
Tuỳ nguyên nhân. Nếu xác định được đó là do một sự cố bất thường, số đếm có thể được loại bỏ nhưng phải ghi chú rõ trong báo cáo thử nghiệm và lấy lại mẫu mới. Nếu nguyên nhân là hỏng hóc kỹ thuật của phòng sạch hoặc thiết bị, cần xác định nguyên nhân, thực hiện biện pháp khắc phục, rồi đo lại vị trí lỗi cùng các vị trí lân cận và mọi vị trí bị ảnh hưởng; lựa chọn phạm vi đo lại phải được ghi lại và biện minh rõ ràng. Trong cả hai trường hợp, kết quả điều tra và hành động khắc phục đều phải xuất hiện trong báo cáo.
