ESD para Sala Limpa (Cleanroom)
Em uma sala limpa, a quantidade de partículas no ambiente precisa ser controlada.
Por isso, o controle estático em sala limpa também precisa fazer parte do projeto, já que uma superfície carregada pode atrair partículas e uma descarga eletrostática pode danificar materiais e componentes.
Sala limpa é um ambiente em que o ar passa por filtragem e a quantidade de partículas é controlada de acordo com critérios definidos por norma.
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Por que uma sala limpa pode acumular eletricidade estática?
Uma sala limpa costuma utilizar materiais plásticos e outros materiais isolantes porque eles ajudam a evitar a liberação de partículas. Ao mesmo tempo, esses materiais podem acumular eletricidade estática.
O ar seco também favorece o acúmulo de carga elétrica. Quando uma superfície fica carregada, ela pode atrair partículas muito pequenas que estão presentes no ambiente.
Esse fenômeno é chamado de atração eletrostática, ou ESA. A ESDA, associação internacional relacionada ao controle de ESD, afirma que wafers de semicondutores são predominantemente suscetíveis à contaminação causada por ESA, o que pode resultar em perda de rendimento.
A eletricidade estática pode criar dois tipos de problema nesse contexto. A carga acumulada pode atrair partículas para a superfície do material e uma descarga pode danificar componentes ou produtos sensíveis.
Por isso, o controle ESD precisa ser considerado junto às medidas utilizadas para manter a limpeza do ambiente.
Como a ISO 14644 classifica uma sala limpa?
A ISO 14644-1 utiliza a quantidade de partículas presentes no ar para classificar o nível de limpeza de uma sala.
Quanto menor o número da classe, menor é a quantidade máxima de partículas permitida. A tabela de classificação apresenta alguns exemplos:
| Classe | Máximo de partículas ≥ 0,5 µm por m³ | Uso típico |
|---|---|---|
| ISO 5 | 3.520 | Zonas críticas, envase asséptico, fluxo laminar |
| ISO 7 | 352.000 | Salas de produção estéril e montagem de precisão |
| ISO 8 | 3.520.000 | Áreas de apoio e preparação |
A diferença entre essas classes é significativa. Uma sala ISO 5 permite uma concentração máxima de partículas muito menor que uma sala ISO 8.
Esse controle se torna especialmente importante quando uma carga eletrostática pode atrair partículas para superfícies ou componentes.
Por que o operador precisa fazer parte do controle?
As pessoas são uma das principais fontes de partículas dentro de uma sala limpa. O movimento também pode gerar eletricidade estática por causa do atrito entre roupas, calçados, superfícies e outros materiais.
Um levantamento da Schilling Engineering mostra diferenças significativas na quantidade de partículas liberadas em diferentes situações:
| Situação | Partículas > 0,5 µm por minuto |
|---|---|
| Pessoa parada, com roupa de algodão | mais de 800 mil |
| Pessoa caminhando devagar | cerca de 35 milhões |
| Pessoa parada, com traje completo de sala limpa | cerca de 10 mil |
O levantamento indica que o traje adequado reduz a emissão de partículas em cerca de 80 vezes.
Quando o tecido utilizado possui filamentos condutivos, ele também ajuda a reduzir o acúmulo de carga elétrica.
Como estruturar um cleanroom antiestático?
O controle pode envolver diferentes pontos da sala, desde a entrada até as áreas onde os materiais são manipulados.
Entrada
O tapete adesivo ajuda a retirar partículas do calçado antes da entrada.
A cortina condutiva pode ser utilizada para separar áreas e evitar o acúmulo de carga.
Em alguns projetos, o air shower, ou chuveiro de ar, também participa do processo de limpeza das pessoas antes da entrada na sala.
Vestimenta
Macacões, gorros e pantufas podem ser produzidos com tecidos que não soltam fiapos e possuem filamentos condutivos.
Quando existe contato direto com as peças, dedeiras também podem fazer parte dos recursos utilizados no processo.
Ar e superfícies
A ionização é utilizada para neutralizar cargas elétricas acumuladas em materiais isolantes que não podem ser aterrados.
A ESDA recomenda posicionar os ionizadores de forma estratégica nas áreas de processo e transferência.
O piso também participa do controle. Em uma sala limpa, podem ser utilizados pisos de vinil ou epóxi com característica dissipativa.
Limpeza e armazenagem
Os materiais utilizados na limpeza precisam ser compatíveis com as necessidades do ambiente. Panos e lenços low lint, que liberam pouca quantidade de fiapos, podem ter propriedades de controle ESD.
Componentes sensíveis à umidade podem ser armazenados em dry box, equipamento utilizado para esse tipo de proteção.
Esses recursos fazem parte da linha de produtos para sala limpa da New Horizon.
Quais erros podem comprometer o controle?
Algumas escolhas podem prejudicar simultaneamente o controle de partículas e de eletricidade estática.
- Usar pano comum na limpeza: materiais que soltam fiapos podem aumentar a quantidade de partículas no ambiente. Se o material utilizado também for isolante, ele pode voltar a acumular carga na superfície após a limpeza.
- Considerar apenas a roupa do operador: o traje pode reduzir a quantidade de partículas liberadas, mas o controle da carga também depende do piso e dos recursos de aterramento utilizados.
- Manter materiais isolantes sem controle de carga: plásticos, acrílicos e embalagens que precisam permanecer na sala podem acumular eletricidade estática. Nesses casos, a ionização pode ser utilizada para neutralizar a carga.
Como integrar limpeza e controle ESD no projeto?
A New Horizon atua há mais de duas décadas com controle de eletricidade estática e atende empresas em todo o Brasil.
Para operações que precisam de controle estático em sala limpa e buscam uma estrutura pronta sem realizar uma obra, a New Horizon oferece sala limpa móvel e modular, com opções de 7 a 50 m².
Para avaliar os recursos disponíveis para o projeto, conheça a linha completa.
FAQ
1. Uma sala limpa já existente pode receber controle ESD?
Sim. A estrutura pode ser avaliada para identificar quais pontos precisam de adequação, como piso, superfícies, aterramento e controle de cargas.
2. Como escolher o piso adequado para uma sala limpa com controle ESD?
A escolha deve considerar as características da sala, o nível de limpeza exigido e os requisitos de controle da eletricidade estática da operação.
3. O controle ESD precisa ser mantido durante a limpeza da sala?
Sim. Os materiais utilizados na limpeza precisam ser compatíveis com as condições do ambiente para evitar a introdução de partículas ou o acúmulo de carga.
4. Quando uma sala limpa precisa de ionizadores?
A ionização pode ser necessária quando existem materiais isolantes que não podem ser aterrados e, por isso, podem acumular carga elétrica.
5. A New Horizon fornece produtos para diferentes tamanhos de sala limpa?
Sim. A New Horizon oferece sala limpa móvel e modular em opções de 7 a 50 m², além de produtos utilizados no controle de partículas e eletricidade estática.
