سیمی کنڈکٹر، فارماسیوٹیکل، یا ایرو اسپیس کلین رومز میں، یہاں تک کہ منٹ کے ذرات یا خارج ہونے والے بخارات بھی مصنوعات کو برباد کر سکتے ہیں۔ ان ماحول میں استعمال ہونے والی حرارتی پلیٹوں کو ایسے مواد اور فنشز سے بنایا جانا چاہیے جو عین مطابق تھرمل کارکردگی فراہم کرتے ہوئے آلودگی کے خطرے کو کم سے کم کرے۔ ایک معیاری صنعتی حرارتی پلیٹ ذرات کو بہا سکتی ہے، غیر مستحکم مرکبات کو جاری کر سکتی ہے، یا سطح کی بے قاعدگیوں میں آلودگیوں کو پھنس سکتی ہے-جو سبھی کنٹرول شدہ ماحول میں ناقابل قبول ہیں۔ کلین روم سے مطابقت رکھنے والی حرارتی پلیٹوں کو ہر سطح پر جان بوجھ کر ڈیزائن کے انتخاب کی ضرورت ہوتی ہے۔
کلین روم ہیٹنگ پلیٹس میں آلودگی کے اہم خطرات
تین بنیادی آلودگی کے طریقہ کار حرارتی پلیٹوں سے متعلق ہیں:
ذرہ پیدا کرنا- دھاتی سطحوں، کوٹنگز، یا حرکت پذیر پرزوں سے ڈھیلے ذرات ہوا میں بن جاتے ہیں اور حساس مصنوعات پر جم جاتے ہیں۔
آؤٹ گیسنگ- اتار چڑھاؤ والے نامیاتی مرکبات (VOCs) یا بلند درجہ حرارت پر مواد سے خارج ہونے والے دیگر بخارات سطحوں پر گاڑھ جاتے ہیں یا عمل کیمسٹری کو تبدیل کرتے ہیں۔
سطح کی آلودگی کو پھنسانا- کھردری یا غیر محفوظ سطحیں ذرات کو برقرار رکھتی ہیں اور انہیں صاف کرنا مشکل ہوتا ہے، جس کی وجہ سے بیچوں کے درمیان کراس آلودگی ہوتی ہے۔
ان خطرات میں سے ہر ایک کو مواد کے انتخاب، سطح کی تکمیل، اور اجزاء کی سیلنگ کے ذریعے حل کیا جانا چاہیے۔
کلین روم ہیٹنگ پلیٹس کے لیے مواد کا انتخاب
مواد کا انتخاب کم پارٹیکل شیڈنگ، سنکنرن مزاحمت، اور کم سے کم آؤٹ گیسنگ کی ضرورت سے ہوتا ہے۔ مندرجہ ذیل مواد عام طور پر بیان کیے جاتے ہیں۔
سٹینلیس سٹیل (316L ترجیحی)
سٹینلیس سٹیل، خاص طور پر گریڈ 316L (کم کاربن)، کلین روم ہیٹنگ پلیٹوں کے لیے سب سے زیادہ استعمال ہونے والا مواد ہے۔ یہ بہترین سنکنرن مزاحمت، اعلی مکینیکل طاقت، اور نسبتاً کم ذرہ جنریشن پیش کرتا ہے۔ ایلومینیم کے برعکس، سٹینلیس سٹیل نرم آکسائیڈ کی تہہ تیار نہیں کرتا جو پھٹ سکتی ہے۔ مقناطیسی غیر جانبداری کی ضرورت والی ایپلی کیشنز کے لیے، آسٹینیٹک درجات (304, 316) اینیل شدہ حالت میں غیر مقناطیسی ہوتے ہیں۔
سٹینلیس سٹیل کی سطح کو غیر فعال یا الیکٹرو پولش کیا جا سکتا ہے تاکہ ذرات کے آسنجن کو مزید کم کیا جا سکے۔ Passivation سطح سے آزاد آئرن کو ہٹاتا ہے، جبکہ الیکٹرو پولشنگ ایک ہموار، مائیکرو ریفلیکٹیو فنش بناتی ہے جو آلودگی کے خلاف مزاحمت کرتی ہے۔ کلین روم ایپلی کیشنز میں، سٹینلیس سٹیل 316L کو اکثر الیکٹرو پولش فنش (Ra 0.5 µm سے کم یا اس کے برابر) کے ساتھ مخصوص کیا جاتا ہے۔
ایلومینیم (محدود استعمال)
ایلومینیم ہیٹنگ پلیٹیں بعض اوقات نچلے درجے کے کلین رومز (ISO کلاس 7 یا 8) میں ان کی بہترین تھرمل چالکتا کی وجہ سے استعمال ہوتی ہیں۔ تاہم، ایلومینیم میں کئی خرابیاں ہیں: یہ سٹینلیس سٹیل سے زیادہ نرم ہے، ذرات کو زیادہ آسانی سے بہا دیتا ہے، اور اینوڈائزڈ کوٹنگز چپ یا فلیک ہو سکتی ہیں۔ اگر ایلومینیم کا استعمال کیا جاتا ہے تو، مناسب سگ ماہی کے ساتھ سخت انوڈائزڈ کوٹنگ (ٹائپ III) قابل قبول ہو سکتی ہے، لیکن الیکٹرو پولش سٹینلیس سٹیل نازک ماحول کے لیے بہترین انتخاب ہے۔
پی ٹی ایف ای اور دیگر فلورو پولیمر
PTFE عام طور پر کلین روم سے مطابقت رکھتا ہے اگر مناسب طریقے سے کارروائی کی جائے۔ یہ کیمیائی طور پر غیر فعال ہے، 260 ڈگری سے کم درجہ حرارت پر نمایاں طور پر باہر نہیں نکلتا، اور اس میں رگڑ کا کم گتانک ہوتا ہے، جو رابطے سے ذرات کی پیداوار کو کم کرتا ہے۔ تاہم، دھاتی پلیٹوں پر PTFE کوٹنگز کو احتیاط کے ساتھ لگانا چاہیے۔ ایک ناقص بندھن PTFE کوٹنگ ڈیلامینیٹ یا فلیک کر سکتی ہے، جس سے ذرات بن سکتے ہیں۔ اعلی معیار کی، اسپرے سے لگائی گئی PTFE کوٹنگز جس میں کھردرا سبسٹریٹ یا پرائمر لیئر کی ضرورت ہوتی ہے۔ متبادل طور پر، ٹھوس PTFE پلیٹیں (غیر تعاون یافتہ) کم درجہ حرارت والے کلین روم ہیٹنگ کے لیے استعمال کی جا سکتی ہیں، حالانکہ تھرمل چالکتا ناقص ہے۔
سطح ختم کی ضروریات
کلین روم ہیٹنگ پلیٹ کی سطح کی تکمیل براہ راست ذرہ برقرار رکھنے اور صفائی کو متاثر کرتی ہے۔ ایک ہموار سطح میں کم دراڑوں ہوتے ہیں جہاں ذرات جمع ہو سکتے ہیں اور سالوینٹس یا کلین روم وائپس سے صاف کرنا آسان ہے۔
الیکٹرو پالش ختم- کلین روم ہیٹنگ پلیٹوں کے لیے سونے کا معیار۔ الیکٹرو پولشنگ دھات کی ایک پتلی تہہ کو ہٹاتی ہے، خوردبین چوٹیوں اور وادیوں کو برابر کرتی ہے۔ ایک الیکٹرو پولش سٹینلیس سٹیل پلیٹ سطح کی کھردری (Ra) کو 0.1–0.4 µm تک کم کرتی ہے۔ یہ عمل کرومیم سے بھرپور آکسائیڈ پرت بھی بناتا ہے جو سنکنرن اور ذرہ چپکنے کے خلاف مزاحمت کرتا ہے۔
غیر فعال ختم- ایک کیمیائی علاج جو مفت آئرن کو ہٹاتا ہے اور غیر فعال آکسائڈ کی تہہ کو بحال کرتا ہے۔ Passivation سطح کی کھردری کو نمایاں طور پر کم نہیں کرتا ہے، لیکن یہ ذرات کے الیکٹرو سٹیٹک یا کیمیائی طور پر چپکنے کے رجحان کو کم کرتا ہے۔
مکینیکل پالش کرنا- کم مطالبہ والے کلین رومز کے لیے قابل قبول۔ مکینیکل پالشنگ (مثلاً، #4 ختم) 0.5–1.0 µm کا Ra حاصل کرتی ہے لیکن اس سے دشاتمک خراشیں رہ سکتی ہیں جو ذرات کو پھنساتی ہیں۔ الیکٹرو پولشنگ کو صرف مکینیکل پالش کرنے پر ترجیح دی جاتی ہے۔
کھردری، جیسے رولڈ، یا ریت کاسٹ سطحیں کلین روم ہیٹنگ پلیٹوں کے لیے موزوں نہیں ہیں۔
بلند درجہ حرارت پر آؤٹ گیسنگ کنٹرول
حرارتی پلیٹیں بلند درجہ حرارت پر کام کرتی ہیں، جو غیر مستحکم مرکبات کے اخراج کو تیز کرتی ہے۔ پلیٹ اسمبلی میں استعمال ہونے والے تمام مواد-بشمول چپکنے والے، چکنا کرنے والے مادے، تاروں کی موصلیت، تھرمل انٹرفیس میٹریل، اور سیلنگ گاسکیٹ-کم گیسنگ ہونے چاہئیں۔
NASA ASTM E595 معیار کلین روم کی مطابقت کے لیے وسیع پیمانے پر حوالہ دیا جاتا ہے۔ یہ ٹیسٹ ویکیوم اور گرمی کے سامنے آنے والے مواد سے ٹوٹل ماس نقصان (TML) اور جمع شدہ اتار چڑھاؤ والے مواد (CVCM) کی پیمائش کرتا ہے۔ کلین روم ہیٹنگ پلیٹوں کے لیے، TML <1.0% اور CVCM <0.1% والے مواد عام طور پر قابل قبول ہیں۔
کم آؤٹ گیسنگ سرٹیفیکیشن کی ضرورت والے مخصوص اجزاء میں شامل ہیں:
تار کی موصلیت- پی ٹی ایف ای یا پولیمائیڈ (کیپٹن) موصل تاروں کو پی وی سی یا معیاری پولی تھیلین پر ترجیح دی جاتی ہے۔
تھرمل انٹرفیس مواد– گریفائٹ پر مبنی پیڈ یا سیرامک-سے بھری سلیکون شیٹس جس میں کم آؤٹ گیسنگ گریڈز ہیں۔
چپکنے والی- اعلی ویکیوم سروس (جیسے EpoTek H77) کے لیے تیار کردہ Epoxies سینسر اٹیچمنٹ کے لیے استعمال کیے جاتے ہیں۔
چکنا کرنے والے مادے- اگر کوئی حرکت کرنے والے پرزے (مثلاً لیولنگ اسکرو) موجود ہوں تو پرفلووروپولیتھر (PFPE) چکنائی جیسے فومبلن یا کریٹوکس کی وضاحت کی گئی ہے۔
معیاری صنعتی ٹیپوں، چپکنے والی لائنرز کے ساتھ ہیٹ سکڑ نلیاں، اور ہائیڈرو کاربن پر مبنی چکنائیوں سے بچنا ضروری ہے۔
سگ ماہی اور انکلوژر ڈیزائن
اندرونی اجزاء سے ذرات کی پیداوار کو روکنے کے لیے بجلی کے کنکشن، درجہ حرارت کے سینسر، اور ہیٹر کے ٹرمینلز کو بند کیا جانا چاہیے۔ کلین روم ہیٹنگ پلیٹ میں عام طور پر درج ذیل خصوصیات کے ساتھ سیل بند جنکشن باکس یا ٹرمینل انکلوژر شامل ہوتا ہے:
IP65 یا اس سے زیادہ اندراج تحفظ- دھول سے تنگ اور پانی کے طیاروں سے محفوظ۔ IP65 اس بات کو یقینی بناتا ہے کہ انکلوژر کے اندر پیدا ہونے والے ذرات (مثال کے طور پر، ریلے کے رابطوں یا تاروں کے رگڑنے سے) کلین روم میں فرار نہ ہوں۔
ہموار بیرونی سطحیں۔- انکلوژر میں گول کونے اور پالش فنش ہونے چاہئیں تاکہ ذرات کے جال سے بچ سکیں۔
ہرمیٹک فیڈ تھرو- جہاں تاریں دیوار کی دیوار سے گزرتی ہیں، وہاں کمپریشن یا شیشے سے بند فیڈ تھرو رساو کو روکتے ہیں۔
مثبت دباؤ صاف کرنا (اختیاری)- اہم ایپلی کیشنز میں، انکلوژر کو صاف خشک ہوا یا نائٹروجن سے صاف کیا جا سکتا ہے تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ اندرونی ذرات کو فلٹر کے ذریعے باہر کی طرف نکالا جائے، کلین روم میں نہیں۔
کلین روم ہیٹنگ پلیٹ ڈیزائن چیک لسٹ
مندرجہ ذیل چیک لسٹ میں کلیدی تحفظات کا خلاصہ کیا گیا ہے۔کلین روم ہیٹنگ پلیٹ ڈیزائن.
| زمرہ | ضرورت | عام حل |
|---|---|---|
| پلیٹ کا مواد | کم ذرہ شیڈنگ، سنکنرن مزاحم | سٹینلیس سٹیل 316L |
| سطح ختم | ہموار، صاف کرنے میں آسان، آسنجن کے خلاف مزاحمت کرتا ہے۔ | الیکٹرو پولشڈ (Ra 0.4 µm سے کم یا اس کے برابر) یا غیر فعال |
| آؤٹ گیسنگ | TML <1.0%، CVCM <0.1% فی ASTM E595 | PTFE تار کی موصلیت؛ کم آؤٹ گیسنگ چپکنے والی اشیاء؛ پی ایف پی ای چکنا کرنے والے مادے |
| کوٹنگز (اگر استعمال ہو) | کوئی flaking، delamination، یا ذرہ رہائی | پرائمر کے ساتھ اعلیٰ معیار کا PTFE؛ یا uncoated سٹینلیس سٹیل |
| برقی دیوار | دھول سے تنگ؛ کوئی ذرہ اخراج نہیں | IP65 یا IP67 ریٹیڈ؛ ہموار بیرونی سطحیں؛ ہرمیٹک فیڈ تھرو |
| فاسٹنرز | دھاگوں سے کوئی ڈھیلا ذرات نہیں۔ | قیدی پیچ؛ یا غیر شیڈنگ لاکنگ ہارڈ ویئر |
| صفائی کی صلاحیت | کلین روم وائپس اور سالوینٹس کے ساتھ ہم آہنگ | کوئی تیز کونے، دراڑوں، یا غیر محفوظ سطحیں نہیں ہیں۔ |
صاف حالات میں مینوفیکچرنگ اور اسمبلی
کلین روم ہیٹنگ پلیٹ کی اسمبلی خود صاف ماحول میں کی جانی چاہئے۔ اسمبلی کے بعد کی صفائی اور پیکیجنگ بہت اہم ہے۔ حتمی اسمبلی کے بعد، پلیٹ عام طور پر ہے:
الٹراسونک طور پر ڈیونائزڈ پانی یا مناسب سالوینٹ میں صاف کیا جاتا ہے۔
isopropyl الکحل کے ساتھ کللا
ایک laminar بہاؤ تندور میں خشک
کلین روم گریڈ پولی تھیلین یا اینٹی سٹیٹک بیگ میں ڈبل بیگ
تنصیب کے دوران کسی بھی ہینڈلنگ میں کلین روم سے مطابقت رکھنے والے دستانے استعمال کرنے چاہئیں تاکہ پلیٹ کی سطح پر تیل یا ذرات منتقل نہ ہوں۔
سے بچنے کے لئے عام نقصانات
اینوڈائزڈ کوٹنگز کے ساتھ ایلومینیم پلیٹوں کا استعمال- انوڈائزڈ پرتیں تھرمل سائیکلنگ کے نیچے ٹوٹ سکتی ہیں، کھرچنے والے ذرات کو جاری کرتی ہیں۔
معیاری سلیکون آر ٹی وی سیلنٹ لگانا- بہت سے سلیکون سیلنٹ کم مالیکیولر وزن والے سائلوکسینز سے باہر نکلتے ہیں جو آپٹیکل یا الیکٹرانک سطحوں کو آلودہ کرتے ہیں۔
غیر سیل شدہ ٹرمینل بکسوں کو انسٹال کرنا- ایک معیاری NEMA 1 انکلوژر پارٹیکل نکلنے کی اجازت دیتا ہے اور اسے IP65 ریٹیڈ باکس سے تبدیل کیا جانا چاہیے۔
فاسٹنر کی صفائی کو نظر انداز کرنا- معیاری زنک چڑھایا پیچ ذرات بہانے؛ غیر فعال سطحوں کے ساتھ سٹینلیس سٹیل کے پیچ کی ضرورت ہے۔
نتیجہ
کلین روم ہیٹنگ پلیٹوں کو ماحولیاتی پاکیزگی کو برقرار رکھنے کے لیے مواد، فنشز، آؤٹ گیسنگ پراپرٹیز، اور سیلنگ پر خاص توجہ کی ضرورت ہوتی ہے۔ الیکٹرو پولش یا غیر فعال سطح کے ساتھ سٹینلیس سٹیل 316L اس کے کم ذرہ بہانے اور سنکنرن مزاحمت کے لیے ترجیحی مواد ہے۔ پی ٹی ایف ای کو کوٹنگ کے طور پر یا ٹھوس پلیٹ کے طور پر صرف اس صورت میں استعمال کیا جا سکتا ہے جب اسے فلکنگ کے خطرے کے بغیر لگایا جائے۔ تمام الیکٹریکل انکلوژرز کو IP65 یا اس سے زیادہ پر سیل کیا جانا چاہیے، اور تمام غیر دھاتی اجزاء (تار کی موصلیت، چپکنے والے، چکنا کرنے والے مادے) کو NASA ASTM E595 جیسے کم گیس کے معیارات پر پورا اترنا چاہیے۔ آلودگی کا کنٹرول اس عمل کے ہر جزو تک-پلیٹ مواد سے لے کر سکرو تھریڈ پر چکنائی تک پھیلا ہوا ہے۔ ایک مناسب طریقے سے ڈیزائن کی گئی کلین روم ہیٹنگ پلیٹ سیمی کنڈکٹر، فارماسیوٹیکل، اور ایرو اسپیس مینوفیکچرنگ کے لیے ضروری ذرات سے پاک ماحول پر سمجھوتہ کیے بغیر درست تھرمل کنٹرول کو قابل بناتی ہے۔
