真菌污染,最常見的是霉菌和酵母菌造成的污染,會對潔凈室半導(dǎo)體、芯片電子產(chǎn)品生產(chǎn)造成有害影響。真菌污染可能導(dǎo)致芯片及電子元器件質(zhì)量、性能及可靠性降低,產(chǎn)品被召回,品牌聲譽受損,生產(chǎn)停工等嚴重后果。
從生產(chǎn)角度來看,相對常見的真菌黑曲霉會在潔凈室生產(chǎn)之前,污染儲存的原料。如果在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)真菌污染,則會引發(fā)更嚴重的問題。真菌孢子的物理特性增加了防污染的難度,其大小在1-50微米之間,而且可以通過多種途徑輕松進入潔凈室生產(chǎn)環(huán)境。空氣傳播的孢子可以通過窗戶進入,或者通過導(dǎo)管和管道進入,而這些開口也允許水分以液體或蒸汽的形式進入,因而提高了空氣的相對濕度,而我們知道高相對濕度是污染的一大因素。
污染還有其他進入途徑。原材料在進入潔凈室之前可能會被污染,另外人為因素也不應(yīng)忽視,因為員工也會將污染物帶入潔凈室,如足癬引發(fā)真菌污染的例子不止一個。而一旦在潔凈室環(huán)境中立足,真菌孢子傳播就相對容易且具有侵略性,根除它們可能很困難。已有很多關(guān)于如何去除霉菌的建議,但預(yù)防才是最好的辦法。在實踐中,可以使用既能抵抗霉菌、真菌和其他微生物物種生長,同時又具有化學(xué)穩(wěn)定性、耐久性、純度和耐火性的特殊材料及組件,而這些優(yōu)點正是潔凈室建造中所使用材料的最基本特征。
正確選擇隔熱保溫材料尤為重要。冷凝是污染的一個常見原因,當管道表面的溫度低于其環(huán)境的露點時,冷凝就是一個大問題。隨著空氣變冷,空氣中聚集的水蒸氣開始凝結(jié),在特定溫度的露點下,水蒸氣在空氣中變得飽和,凝結(jié)在管道表面形成水滴——這是真菌的理想滋生地。
市面上有多種潔凈室隔熱保溫產(chǎn)品可供選擇,品牌不同,所使用的材料也不同。潔凈室中常見的主要隔熱保溫解決方案,包括開孔三聚氰胺泡沫、三元乙丙橡膠彈性體、閉孔聚偏氟乙烯聚合物泡沫。那么,潔凈室設(shè)計者應(yīng)如何著手選擇最佳的隔熱保溫材料呢?眾所周知,所選的隔熱保溫產(chǎn)品應(yīng)符合ASTM G21-15(2025)“測定合成聚合物材料抗真菌性的標準實施規(guī)程”中規(guī)定的公認性能標準。其中包括用合適的有機體接種待測材料的樣品,然后將它們暴露在有利于真菌生長的條件下。每隔一段時間,對樣品進行檢查,并對目測的真菌生長情況進行評級。
盡管ASTM G21-15認證在選擇過程中很有價值,但它并沒有揭示在相同的測試條件下,各自的解決方案是如何相互比較的。在客戶項目預(yù)算有限而對價格比較敏感的情況下,這種比較尤為重要。在可能的情況下,投資選擇應(yīng)以最全面的知識為基礎(chǔ),考慮諸如污染造成的災(zāi)難性故障的影響以及持續(xù)的服務(wù)和維護費用等因素。可持續(xù)性日益成為進一步的關(guān)鍵考量因素。
在公開渠道可以找到個別品牌的測試結(jié)果,例如,一家開孔三聚氰胺保溫材料制造商公布的測試結(jié)果顯示,其開孔三聚氰胺產(chǎn)品在21天后真菌生長明顯。但直到現(xiàn)在,真正的同類比較仍難以實現(xiàn)。這就是為什么T-FIT技術(shù)隔熱材料的泡棉專業(yè)生產(chǎn)商Zotefoams公司,在潔凈室隔熱材料行業(yè)首次委托獨立性能測試,將T-FIT Clean與領(lǐng)先的三元乙丙橡膠彈性體泡沫隔熱材料進行對比,以提供一系列驗證結(jié)果的原因。
T-FIT的開發(fā)始于10多年前,當時制藥和生物技術(shù)行業(yè)的客戶正在為潔凈室的管道工程尋找高性能的隔熱保溫解決方案。T-FIT Clean是Zotefoams公司的ZOTEK F42 HTLS高性能聚偏氟乙烯泡沫塑料生產(chǎn)的首個產(chǎn)品線,很快贏得了認可,被大量應(yīng)用于制藥、生物行業(yè)以及半導(dǎo)體電子潔凈室,其性能和使用壽命得到了充分驗證。
Zotefoams特此指定總部位于英國諾丁漢、有著130多年為釀造業(yè)提供測試支持歷史的Murphy & Son公司,對T-FIT Clean產(chǎn)品進行測試。在釀造業(yè),發(fā)酵過程是一個公認的真菌污染風險領(lǐng)域,其后果眾所周知。在測試過程中,首先用70/30乙醇水對T-FIT Clean和三元乙丙橡膠產(chǎn)品的樣品進行預(yù)清洗,以去除任何可能出現(xiàn)持續(xù)霉菌生長的表面污染。在28-30℃的溫度和≥85%的相對濕度下,將上述兩種樣品暴露在各種真菌中28天,包括在潔凈室環(huán)境中最常見的兩種真菌黑曲霉和黑酵母菌(見表1)。

測試結(jié)束后,用肉眼和高達50倍的放大倍數(shù)仔細檢查樣品的霉菌生長跡象。然后,根據(jù)ASTM G21-15方法第9.3點所列的比例(見表2)來評估和表示霉菌生長的程度。

經(jīng)測試的T-FIT Clean樣品的霉菌生長等級為0,未觀察到生長的跡象,正如這些測試后的照片和樣品的特寫圖像所示:

相比之下,三元乙丙橡膠彈性泡沫產(chǎn)品的霉菌生長等級被評為2級,并且從下面的圖像中可以清楚地看出明顯的霉菌生長跡象:

通過這些測試,市場上現(xiàn)在有了具體的證據(jù),表明T-FIT具有一流的抗真菌污染能力,從上述霉菌生長評級對比中就清楚地證明了這一點。這種出色的性能得益于T-FIT產(chǎn)品的高純度“惰性”表面特性,它不容易支持微生物的生長。
決定T-FIT產(chǎn)品性能特征的關(guān)鍵,是Zotefoms獨特的三段式制造工藝,該工藝使用純氮氣作為發(fā)泡劑,與使用化學(xué)發(fā)泡劑發(fā)泡的產(chǎn)品相比,可以制造出卓越品質(zhì)的泡棉材料。在第一階段,純聚偏氟乙烯聚合物被擠壓成固體板,然后輻照以產(chǎn)生連接聚合物鏈的化學(xué)鍵(交聯(lián))。與非交聯(lián)材料相比,交聯(lián)材料具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、高強度和高韌性;通過輻照交聯(lián)還可以防止通常與熱塑性材料相關(guān)聯(lián)的收縮。第二階段施加超高壓力和溫度,將氮氣溶解到實心板中。在第三階段,氮飽和實心板經(jīng)歷第二次高溫低壓循環(huán),逐步釋放壓力,使材料自由膨脹成泡棉片。
通過以上三個階段形成了一個精細的完全閉孔式結(jié)構(gòu),不含纖維、灰塵和顆粒物,并且高度抗細菌和霉菌生長。T-FIT Clean經(jīng)ASTM G21測試證明具有零真菌生長性能,可提供長期保護以預(yù)防產(chǎn)品污染風險。與開孔材料相比,T-FIT能更有效地限制水分和氣體的滲透,因為它沒有物質(zhì)可以通過的連續(xù)網(wǎng)絡(luò)。
此外,T-FIT Clean還獲得了極為嚴格的消防安全證書,可在高溫環(huán)境下使用。T-FIT Clean根據(jù)ASTM E84材料表面燃燒特性評級為5/45(火焰蔓延指數(shù)/煙擴散指數(shù)),可提供所有聚酯/彈性體隔熱材料中的最低火焰、煙霧和毒性等級。T-FIT的工作溫度范圍廣(-80℃到+160℃),耐用性好,可確保熱性能長期保持不變,即使在冷卻過程溫度和高清洗溫度(就地清洗、就地消毒)之間反復(fù)循環(huán)的情況下也是如此。
Zotefoams公司(倫敦證券交易所代碼:ZTF)是發(fā)泡材料技術(shù)的全球領(lǐng)先者,為市場提供最佳的材料解決方案。利用多種獨特的制造工藝,包括環(huán)保的氮膨脹輕質(zhì)AZOTE聚烯烴和ZOTEK高性能泡棉,Zotefoams產(chǎn)品銷售到世界各地的不同市場。 Zotefoams使用自己生產(chǎn)的發(fā)泡材料,為要求嚴苛的工業(yè)市場制造T-FIT先進隔熱材料,擁有并授權(quán)許可微孔發(fā)泡專利技術(shù),以推廣應(yīng)用 ReZorce單一材質(zhì)可回收的阻隔性包裝,減少擠壓工藝中塑料的使用。
Zotefoams總部位于英國克羅伊登,在波蘭布澤格、美國肯塔基州(泡棉生產(chǎn))、美國俄克拉荷馬州(泡棉產(chǎn)品生產(chǎn)和加工)、美國馬薩諸塞州(微發(fā)泡材料擠制加工)和中國江蘇省(T-FIT產(chǎn)品)設(shè)有附屬生產(chǎn)基地。AZOTE、ZOTEK、ReZorce和T-FIT,都是Zotefoams公司的注冊商標。公司通過為客戶提供T-FIT Clean產(chǎn)品的免費試用安裝服務(wù),有助于客戶在真實潔凈室條件下“執(zhí)行最嚴格測試”,詳細情況可至公司官網(wǎng)進行具體咨詢。(完)