Народження чистої кімнати
Виникнення та розвиток усіх технологій зумовлені потребами виробництва. Технологія чистих приміщень не є винятком. Під час Другої світової війни повітряні гіроскопи, що вироблялися в Сполучених Штатах для навігації літаків, доводилося переробляти в середньому 120 разів на кожні 10 гіроскопів через нестабільну якість. Під час війни на Корейському півострові на початку 1950-х років у 160 000 електронних комунікаційних пристроях у Сполучених Штатах було замінено понад мільйон електронних компонентів. Збої радарів траплялися у 84% випадків, а збої гідролокаторів підводних човнів – у 48% випадків. Причина полягає в тому, що електронні пристрої та деталі мають низьку надійність та нестабільну якість. Військові та виробники розслідували причину і зрештою визначили з багатьох причин, що це пов'язано з нечистим виробничим середовищем. Хоча не шкодували коштів і вживали різних суворих заходів для закриття виробничого цеху, результати були мінімальними. Ось так і народилася чиста кімната!
Розробка чистих приміщень
Перший етап: До початку 1950-х років у системі подачі повітря у виробничих цехах застосовувався високоефективний повітряний фільтр HEPA (високоефективний твердий фільтр), який був успішно розроблений Комісією з атомної енергії США у 1951 році для вирішення проблеми уловлювання радіоактивного пилу, шкідливого для людини. Фільтрація повітря справді породила чисте приміщення із сучасним значенням.
Другий етап: У 1961 році Вілліс Вітфілд, старший науковий співробітник Національних лабораторій Сандії в США, запропонував те, що на той час називалося ламінарним потоком, а зараз називається односпрямованим потоком. (односпрямований потік) план організації потоку чистого повітря та застосував його до реальних проектів. Відтоді чисті приміщення досягли безпрецедентного рівня чистоти.
Третій етап: У тому ж році ВПС США сформулювали та видали перший у світі стандарт чистих приміщень TO-00-25--203 Директива ВПС «Стандарт проектування та експлуатаційних характеристик чистих приміщень та чистих лав». На цій основі в грудні 1963 року було оголошено федеральний стандарт США FED-STD-209, який розділив чисті приміщення на три рівні. На сьогоднішній день сформовано прототип ідеальної технології чистих приміщень.
Вищезазначені три ключові досягнення часто називають трьома віхами в історії сучасного розвитку чистих приміщень.
У середині 1960-х років чисті приміщення почали з'являтися в різних промислових секторах Сполучених Штатів. Вони використовувалися не лише у військовій промисловості, але й просувалися в електроніці, оптиці, мікропідшипниках, мікродвигунах, світлочутливих плівках, надчистих хімічних реагентах та інших промислових секторах, відіграючи велику роль у сприянні розвитку науки, техніки та промисловості того часу. З цією метою нижче наведено детальний вступ до вітчизняних та зарубіжних країн.
Порівняння розвитку
За кордоном: На початку 1950-х років, щоб вирішити проблему захоплення радіоактивного пилу, шкідливого для людського організму, Комісія з атомної енергії США в 1950 році запровадила високоефективний повітряний фільтр для частинок (HEPA), що стало першою віхою в історії розвитку чистих технологій. У 1960-х роках чисті приміщення з'явилися на заводах електронного точного машинобудування та інших заводах у Сполучених Штатах. Водночас розпочався процес перенесення промислових технологій чистих приміщень у біологічні чисті приміщення. У 1961 році народилася чиста кімната з ламінарним потоком (односпрямований потік). Був сформований найдавніший у світі стандарт чистих приміщень - Технічна доктрина 203 ВПС США. На початку 1970-х років акцент у будівництві чистих приміщень почав зміщуватися на медичну, фармацевтичну, харчову та біохімічну промисловість. Окрім Сполучених Штатів, інші промислово розвинені країни, такі як Японія, Німеччина, Велика Британія, Франція, Швейцарія, колишній Радянський Союз, Нідерланди тощо, також надають великого значення чистим технологіям та активно їх розвивають. Після 1980-х років Сполучені Штати та Японія успішно розробили нові ультрагепа-фільтри з цільовою фільтрацією 0,1 мкм та ефективністю збору 99,99%. Зрештою, були побудовані ультрагепа-чисті камери з 0,1 мкм рівня 10 та 0,1 мкм рівня 1, що вивело розвиток чистих технологій у нову еру.
Китай: З початку 1960-х до кінця 1970-х років ці десять років були початковим та фундаментальним етапом розвитку технології чистих приміщень у Китаї. Приблизно на десять років пізніше, ніж за кордоном. Це була дуже особлива та складна епоха зі слабкою економікою та відсутністю сильної державної дипломатії. За таких складних умов та з урахуванням потреб точного машинобудування, авіаційного приладобудування та електронної промисловості, китайські фахівці з технології чистих приміщень розпочали свій власний підприємницький шлях. З кінця 1970-х до кінця 1980-х років технологія чистих приміщень у Китаї переживала сонячний етап розвитку. У процесі розвитку технології чистих приміщень у Китаї багато знакових та важливих досягнень були майже всі здійснені саме на цьому етапі. Показники досягли технічного рівня іноземних країн у 1980-х роках. З початку 1990-х років до теперішнього часу економіка Китаю підтримувала стабільне та швидке зростання, продовжували надходити міжнародні інвестиції, а низка багатонаціональних груп послідовно побудували численні заводи мікроелектроніки в Китаї. Таким чином, вітчизняні технологи та дослідники мають більше можливостей безпосередньо контактувати з концепціями проектування іноземних чистих кімнат високого рівня, а також розуміти передове світове обладнання та пристрої, управління та обслуговування тощо.
З розвитком науки і техніки китайські компанії з виробництва чистих приміщень також швидко розвиваються. Рівень життя людей продовжує покращуватися, а їхні вимоги до середовища проживання та якості життя стають все вищими. Технології інженерії чистих приміщень поступово адаптуються для очищення повітря в побуті. Наразі проекти чистих приміщень у Китаї підходять не лише для електроніки, електроприладів, медицини, харчової промисловості, наукових досліджень та інших галузей промисловості, але також можуть використовуватися в будинках, громадських розважальних закладах, навчальних закладах тощо. З постійним розвитком науки і техніки компанії з інженерії чистих приміщень поступово поширилися на тисячі домогосподарств. Масштаби побутової галузі обладнання для чистих приміщень також зростають день у день, і люди починають поступово насолоджуватися наслідками інженерії чистих приміщень.
Час публікації: 20 вересня 2023 р.