Cleanroom Technology

สืบเนื่องจากการเข้าอบรมเรื่องการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อเมื่อสัปดาห์ที่แล้ว มีการทำงานในตู้ปลอดเชื้อที่เป็น laminar flow ทำให้นึกถึงสภาพแวดล้อมที่เคยทำงานสมัยที่ยังเป็นวิศวกรฝ่ายผลิตในโรงงานผลิตฮาร์ดดิสก์ ซึ่งต้องทำงานในห้องcleanroom หรือห้องสะอาด เพื่อไม่ให้มีฝุ่นเข้าไปในชิ้นงาน ฝุ่นเม็ดเล็กๆแทบจะมองไม่เห็นสามารถสร้างความเสียหายให้กับชิ้นงานได้มาก สมัยนั้นทำงานใน cleanroom class 100,000 และ class 100 เกือบจะลืมเรื่องพวกนี้ไปหมดแล้วทั้งๆที่เคยถูกอบรมเรื่องนี้มามากมาย

ลองค้นเข้าไปดูในอินเทอร์เน็ตพบว่าเฉพาะพิมพ์คำว่า cleanroom technology ก็มีเว็บไซต์ที่ค้นเจอเป็นล้านเว็บ เพื่อให้ได้ข้อมูลที่เข้าใจง่ายจึงลองค้น FAQ ดู แล้วลองสรุปดูบวกกับความรู้เดิมในการทำงานดังนี้

Cleanroom หมายถึงพื้นที่ที่ถูกควบคุมปริมาณฝุ่นและแบคทีเรียในอากาศ นอกจากนั้นยังมีการควบคุมความเร็วลม ความดัน อุณหภูมิ ความชื้น ความสั่นสะเทือนและปัจจัยอื่นๆที่มีผลต่อการทำงาน

โดยทั่วไปจะเรียกระดับความสะอาดของ cleanrooms เป็น class รายละเอียดดังตารางข้างล่างนี้

MetricClass EnglishClass           0.1M            0.2 M         0.3M        0.5M
M1.5              1                            35                7.5              3              1
M2.5             10                           350               75             30            10
M3.5            100                          -                   750            300         100
M4.5           1,000                        -                     -                -           1,000
M5.5         10,000                        -                     -                -           10,000
M6.5         100,000                      -                     -                -           100,000

โดยการวัดจะวัดจำนวนของฝุ่น(particles)ต่อหนึ่งคิวบิคฟุต ตัวอย่างเช่น เมื่อพูดถึง cleanroom class 10 จะต้องไม่มีฝุ่นขนาด 0.1 ไมครอนเกิน 350 เม็ด จะต้องไม่มีฝุ่นขนาด 0.2 ไมครอนเกิน 75 เม็ด จะต้องไม่มีฝุ่นขนาด 0.3 ไมครอนเกิน 30 เม็ดและจะต้องไม่มีฝุ่นขนาด 0.5 ไมครอนเกิน 10 เม็ด ทั้งหมดนี้เทียบต่อหนึ่งคิวบิคฟุตอากาศ และต้องไม่มีฝุ่นขนาด 5 ไมครอนเลย ถ้าเป็น Class 100,000 จะไม่มีข้อจำกัดสำหรับฝุ่นขนาด 0.1, 0.2, และ 0.3 ไมครอน แต่จะต้องไม่มีฝุ่นขนาด 0.5 ไมครอนเกิน 100,000 เม็ด ทั้งหมดนี้เทียบต่อหนึ่งคิวบิคฟุตอากาศ และต้องไม่มีฝุ่นขนาด 5 ไมครอนเกิน 700 เม็ด

NOTE: ในการวัดระบบ English (US Customary Units), จำนวนของฝุ่นขนาด 0.5 ไมครอนใน cleanroom หนึ่งๆ จะเป็นตัวแยกแยะระดับของความสะอาด

หมายเหตุ: หนึ่งไมครอนหรือไมโครเมตรเท่ากับเศษหนึ่งส่วนพันเมตร

ในการใช้งาน cleanroom จะมีการใช้แผ่นกรองที่เรียกว่า เฮปป้า HEPA ย่อจากคำว่า High Efficiency Particulate Air

ตัวกรอง HEPA จะถูกจัดความสามารถจากความสามารถในการดักจับฝุ่นขนาด 0.3 microns ฝุ่นขนาด 0.3 micron เป็นขนาดที่ถูกเลือกมาใช้ทดสอบเพราะเป็นขนาดที่ดักจับได้ยากที่สุด ฝุ่นขนาดเล็กและใหญ่กว่านี้จะถูกดักจับได้โดยใช้กลไกในการดักจับ 3 แบบเบื้องต้นคือ: diffusion, direct interception,และ inertial impaction

เท่าที่เคยทำงานใน cleanroom การรักษาความสะอาดเป็นเรื่องสำคัญ ผู้ที่จะเข้าไปทำงานจะต้องถอดรองเท้าแล้วเข้าไปเปลี่ยนชุดในห้องล็อคเกอร์ซึ่งเป็นห้องกว้างพอควรมีล็อคเกอร์เรียงรายติดผนัง มีม้านั่งไว้ให้นั่งเวลาสวมรองเท้า โดยปกติแต่ละคนจะมีล็อกเกอร์ของตัวเอง มีเสื้อชุดพิเศษสำหรับใช้ในห้อง cleanroom ที่เรียกว่าชุด จั๊มพ์สูท(Jumpsuit)เป็นชุดผ้าใยสังเคราะห์ มีแถบคาร์บอนสีดำเป็นเส้นเล็กๆอยู่ในผ้า นอกจากเสื้อก็จะมีรองเท้า หมวกผ้า หมวกกระดาษคลุมผม maskสำหรับปิดปากปิดจมูก และถุงมือ วิธีการใส่จะเริ่มจากคาดมาสค์ ใส่หมวกคลุมผม สวมหมวกผ้าที่คลุมมาถึงคอสวมชุดจั๊มพ์สูทที่เป็นเหมือนชุดหมี จากนั้น สวมรองเท้า แล้วจึงสวมถุงมือ(ชนิดไม่มีแป้ง)พูดง่ายๆว่าทั้งตัวเห็นเฉพาะบริเวณตาที่โผล่ออกมาเจออากาศ นอกนั้นถูกคลุมอยู่ใต้ชุดทั้งหมด เมื่อแต่งตัวเสร็จ จะเดินผ่านห้องเป่าลมเพื่อเป่าฝุ่นออกจากตัว หมุนไปหมุนมาสองสามรอบแล้วจึงเข้าไปในห้อง cleanroom เพื่อทำงานจริง

ทุกคนจะต้องแต่งตัวเหมือนกันไม่มีข้อยกเว้น แต่สามารถแยกกลุ่มคนเข้าไปทำงานได้โดยดูจากสีเสื้อ ซึ่งแต่ละแห่งก็ไม่เหมือนกัน ที่ทำงานเก่า จะให้พนักงานในสายการผลิตใส่เสื้อสีขาว พนักงานแผนกวิศวกรรมและ supervisor ใน line จะใช้สีฟ้า พวก Quality Assurance สีเขียวเป็นต้น

ในการนำของเข้าสู่ cleanroom ของนั้นๆถ้าเป็นชิ้นเล็กๆจะถูกจับใส่ถุง ของชิ้นใหญ่ๆก็สามารถนำเข้าได้แต่ต้องทำความสะอาดมาก่อน และไม่ว่าจะเป็นอะไรก็ตามเมื่อจะนำเข้าห้องจะถูกเป่าด้วยแอร์กัน(air gun)เพื่อทำความสะอาดแล้วเปิดกล่องรับของเข้าห้องที่ถูกออกแบบให้เปิดได้ข้างใดข้างหนึ่งเท่านั้น ไม่สามารถเปิดพร้อมกันทั้งสองข้างได้ เป็นการป้องกันไม่ให้มีอาการเผลอเปิดเอาฝุ่นเข้าไปจากสภาพแวดล้อมนอกห้อง

ในห้อง cleanroom ที่ใช้สำหรับสายการผลิตอุปกรณ์อิเลกทรอนิกส์ จะไม่ได้ให้ความสำคัญเฉพาะเรื่องความสะอาดแต่จะให้ความสนใจกับเรื่อง ESD(Electrostatic Discharge)ด้วย จะมีอุปกรณ์ต่างๆเพื่อป้องกันเช่น สายเสียบกราวด์ที่ผู้ติดกับข้อมือผู้ทำงานและต่อเข้ากับจุดต่อบนโต๊ะทำงานเพื่อไม่ให้เกิด ESD เข้าไปทำอันตรายต่อชิ้นงาน

cleanroom ที่ใช้งานทั้งห้องเป็นระดับ 100,000 แต่บนโต๊ะทำงานจะมี laminar flow ควบคุมที่ class 100 เป็นสภาพการทำงานที่ฉันค่อนข้างชอบเพราะอากาศเย็นตลอดเวลา สะอาดมาก ทำงานกับอุปกรณ์ต่างๆที่ออกแบบมาอย่างน่าสนใจ โดยรวมเป็นสภาพการทำงานที่ดีมาก แต่คงไม่คิดจะไปทำอีกแล้ว :-)

ข้อมูลทั่วไปเรียบเรียงจากจาก http://www.lymtech.com/faq.htm
ข้อมูลเกี่ยวกับ HEPA เรียบเรียงจาก http://www.donaldson.com/en/aircraft/support/faq.html