Производство жидкокристаллических дисплеев, OLED-панелей и высокоточных оптических компонентов требует такого уровня контроля окружающей среды, которому большинство промышленных предприятий просто не могут соответствовать. В чистой комнате класса ISO 3 или 4 даже одна молекула масла в воздухе — измеренная в частях на миллиард — достаточна для того, чтобы нарушить целостность оптического покрытия, вызвать дефект в виде помутнения подложки дисплея или вывести из строя целую партию прецизионных линз. Финансовые последствия таких случаев загрязнения, усугубляемые жесткими производственными рамками, характерными для предприятий по производству дисплеев и оптики в Великобритании, делают качество сжатого воздуха не удобством, а критически важным фактором для производства.
Сжатый воздух используется на всех производственных линиях оптических и дисплейных панелей — от пневматических манипуляторов для перемещения подложек и систем с присосками, которые перемещают хрупкие стеклянные панели без физического контакта, до форсунок высокого давления, используемых для очистки поверхностей от частиц перед каждым нанесением покрытия, и сжатого воздуха, подаваемого в автоматизированное оборудование для оптического контроля. Каждая из этих точек контакта является потенциальным путем загрязнения. Когда в подаваемом воздухе содержатся даже следовые количества паров углеводородного масла, последствия становятся невидимыми, пока не станут необратимыми.
В данном руководстве рассматриваются аргументы в пользу использования безмасляных воздушных компрессоров в условиях производства оптических и дисплейных панелей, объясняются инженерные принципы, лежащие в основе современных компрессорных технологий класса 0, и даются рекомендации британским командам по закупкам и техническому обслуживанию объектов относительно того, на что следует обращать внимание при выборе системы сжатого воздуха для работы в чистых помещениях.
Свяжитесь напрямую с нашими инженерами-разработчиками — ответ в течение одного рабочего дня.
Невидимая угроза: почему загрязнение маслом на уровне частей на миллиард снижает выход оптической продукции.
Понимание механизма загрязнения — первый шаг к его устранению.
Зависимость между чистотой сжатого воздуха и качеством оптической продукции нелинейна — на предельных значениях она катастрофична. Стандартный винтовой компрессор со смазкой, даже оснащенный трехступенчатой фильтрацией, при определенных условиях пропускает в воздушный контур аэрозоли и пары углеводородных масел с концентрацией от 0,003 до 0,1 мг/м³. Для общего промышленного применения это вполне допустимо. Однако для камеры осаждения оптических тонких пленок, работающей с субмикронной точностью, это представляет собой катастрофическое загрязнение, разрушающее технологический процесс.
В процессе подготовки к напылению пары масла конденсируются на охлажденных стеклянных подложках, образуя невидимые углеводородные слои, которые нарушают адгезию антибликовых, антибликовых и селективных по длине волны покрытий. На подложках ЖК- и OLED-дисплеев даже монослой масляного загрязнения нарушает выравнивание жидкокристаллических полимеров и органических излучающих материалов, что приводит к неравномерности пикселей, снижению контрастности и ускоренному снижению яркости. Линзы оптических датчиков и модулей камер, покрытые в загрязненных чистых помещениях, демонстрируют повышенное рассеянное излучение — дефект, обнаруживаемый только после окончательной сборки, с максимальными затратами на доработку.
⚠ Отраслевые данные
Данные аудита чистых помещений, проведенного британскими производителями оптики, указывают на то, что загрязнение сжатого воздуха маслом является причиной до 341 случая необъяснимых нарушений адгезии покрытий — дефектов, которые обычно связывают с подготовкой подложки или химическим составом технологического процесса, пока не будет проведена проверка качества воздуха.
Решение в принципе простое: полностью исключить масло из компрессорной системы. Безмасляные компрессоры — будь то центробежные или винтовые — устраняют источник загрязнения, вместо того чтобы пытаться отфильтровать его на выходе. В результате достигается гарантированный, измеримый и документально подтвержденный стандарт чистоты воздуха, которого ни один компрессор с масляным наполнением, как бы хорошо он ни был отфильтрован, не сможет надежно достичь при любых условиях эксплуатации и циклах работы фильтра.
Принципы работы: как безмасляные компрессоры обеспечивают чистоту воздуха класса 0
Две проверенные технологии, обе обеспечивают подачу сжатого воздуха без масла для самых требовательных условий чистых помещений.
Безмасляные винтовые компрессоры
В безмасляных винтовых компрессорах используется пара прецизионно обработанных винтовых роторов — обычно покрытых ПТФЭ (политетрафторэтиленом) или системой впрыска воды — которые сжимают воздух без контакта между металлическими поверхностями. Камера сжатия физически изолирована от контуров смазки подшипников и редуктора с помощью ряда лабиринтных уплотнений и систем сжатого воздуха. Это механическое разделение гарантирует, что масло не может попасть в тракт сжатого воздуха при любых условиях эксплуатации.
Современные безмасляные винтовые компрессоры работают в диапазоне расхода от 1 до 30 м³/мин при давлении от 6 до 13 бар, что делает их предпочтительным выбором для чистых помещений среднего масштаба, предназначенных для производства оптических и дисплейных панелей. Возможность регулирования скорости вращения (VSD) позволяет точно согласовывать расход с потребностью, снижая энергопотребление до 351 ТБ по сравнению с аналогами с фиксированной скоростью — это существенный фактор, учитывая круглосуточную работу, характерную для линий по производству дисплеев.
Безмасляные центробежные компрессоры
Центробежные компрессоры динамически сжимают воздух, используя кинетическую энергию высокоскоростных рабочих колес (вращающихся со скоростью 20 000–80 000 об/мин) для ускорения, а затем замедления воздушного потока, преобразуя скорость в давление. Поскольку сжатие достигается за счет гидродинамики, а не объемного вытеснения, отсутствует контакт между движущимися компонентами в воздушном тракте, и на стадии сжатия полностью отсутствует смазка на масляной основе. В результате достигается практически безмасляная производительность на уровне класса 0.
Эти системы являются незаменимыми инструментами в крупномасштабном производстве стеклянных панелей для ЖК-дисплеев и в чистых помещениях для полупроводниковой промышленности, способными обеспечивать потоки воздуха свыше 100 м³/мин с исключительной эффективностью. Их непрерывная подача воздуха без импульсов особенно ценится в процессах магнетронного распыления и химического осаждения из газовой фазы (CVD), где колебания давления могут нарушать однородность покрытия. Отсутствие изнашиваемых компрессионных элементов также означает меньшие затраты на техническое обслуживание по сравнению с альтернативными системами со смазываемым шнеком.
🔔 Система сушки: вторая половина уравнения
Для обеспечения сжатого воздуха, соответствующего требованиям чистых помещений, достаточно, но недостаточно одного лишь безмасляного компрессора. Всасываемый в компрессор атмосферный воздух содержит водяной пар, который при сжатии превращается в жидкий конденсат — переносчик микрочастиц и микробного загрязнения. Для оптических производственных линий в чистых помещениях требуется сжатый воздух с точкой росы -40°C или ниже (ISO 8573-1 Класс 2 влажности) для предотвращения конденсации в пневматических линиях и в местах расположения сопел. Стандартной технологией для достижения этой цели являются адсорбционные осушители с использованием активированного оксида алюминия или молекулярных сит, которые входят в состав каждой компрессорной системы Ever Power для чистых помещений. Для энергоэффективных установок также доступны регенеративные осушители, использующие тепловую энергию самого сжатия для регенерации осушителя.
Технические характеристики и данные о производительности
Серия безмасляных винтовых компрессоров Ever Power для чистых помещений (представленные модели)
* Все модели имеют маркировку CE. Высокая точка росы достигается за счет встроенного осушителя. Модели с частотно-регулируемым приводом включают опцию рекуперации энергии. Индивидуальные настройки давления и расхода доступны по запросу.
Где безмасляный сжатый воздух имеет решающее значение: ключевые сценарии применения
Шесть критически важных этапов процесса, на которых чистота сжатого воздуха напрямую определяет качество продукции.
Очистка и удаление воздуха с поверхности основания
Форсунки для продувки сжатым воздухом удаляют субмикронные частицы со стеклянных подложек перед каждым циклом нанесения покрытия. Любой масляный туман в воздушном потоке оседает непосредственно на очищаемой поверхности, полностью сводя на нет этап очистки. Воздух класса 0 гарантирует достижение желаемого результата процесса продувки.
Пневматические манипуляторы для перемещения и транспортировки подложек
Вакуумные присоски и пневматические манипуляторы, работающие с чистым стеклом ЖК-дисплея или подложками OLED, требуют подачи воздуха без масла для предотвращения переноса загрязнений при каждой операции установки. Даже кратковременный контакт загрязненной маслом присоски с подложкой дисплея может привести к появлению несмываемых следов адгезии, которые проявляются только после окончательного ламинирования.
Получение тонких пленок методом магнетронного распыления и PVD-метода
Камеры для физического осаждения из паровой фазы (PVD), используемые для нанесения слоев ITO (оксида индия-олова) и металлических электродов, требуют наличия линий продувки газом для поддержания контролируемой атмосферы во время загрузки подложки. Пары масла, поступающие через линии продувки, загрязняют стенки камеры осаждения и материал мишени, ухудшая стехиометрию пленки и требуя дорогостоящих циклов очистки камеры.
Центрирующие и сборочные приспособления для оптических линз
В производстве оптических линз шпиндели с воздушными подшипниками и пневматические центрирующие приспособления для линз зависят от сверхчистого сжатого воздуха для поддержания точности юстировки на микронном уровне. Загрязнение маслом зазора воздушного подшипника непредсказуемо увеличивает трение, вызывая ошибки наклона, которые распространяются по всей оптической сборке и требуют дорогостоящей повторной юстировки после нанесения покрытия.
Оборудование для оптического контроля и метрологии
Автоматизированные системы оптического контроля (АОК) и интерферометрические метрологические приборы продуваются чистым сухим воздухом для предотвращения конденсации на дорогостоящих оптических эталонных элементах и ПЗС-датчиках. Загрязненный воздух приводит к постепенному снижению точности приборов, вызывая ложноположительные результаты обнаружения дефектов и ухудшая прослеживаемость измерений — обе эти проблемы являются серьезными для предприятий Великобритании, работающих в соответствии с требованиями стандарта качества BS EN ISO.
Уплотнения для дверей чистых помещений, системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, а также пневматические уплотнители.
Сжатый воздух также используется в самой инфраструктуре чистых помещений — в надувных дверных уплотнителях, системах воздушных завес и пневматических блокировках, поддерживающих перепад давления между классами чистых помещений. Загрязненный маслом воздух в этих системах разрушает эластомерные уплотнительные материалы, сокращает срок службы и может приводить к выделению летучих органических соединений (ЛОС) в чистую среду — что особенно важно для химических составов оптических покрытий.
Материалы, строительные и отраслевые сертификаты
Компрессионные элементы Ever Power безмасляные винтовые компрессоры Роторы изготовлены из высококачественного чугуна, а их профили прецизионно отшлифованы с точностью до ±2 микрометров. Поверхности роторов покрыты запатентованным композитным слоем из ПТФЭ, обеспечивающим низкое трение, стабильность размеров во всем диапазоне рабочих температур и полную химическую инертность ко всем стандартным технологическим газам и чистящим средствам для чистых помещений. Отсутствие каких-либо смазочных материалов на масляной основе в камере сжатия является неотъемлемой частью конструкции — это достигается не за счет фильтрации и не может быть нивелировано недосмотром при техническом обслуживании, ни неисправностью фильтра.
Внутренние воздуховоды изготовлены из нержавеющей стали 316L или электрополированного алюминиевого сплава; оба материала имеют шероховатость поверхности Ra ≤0,4 мкм, что минимизирует прилипание частиц и упрощает внутренние процедуры валидационной очистки. Все контактирующие с жидкостью эластомеры и материалы прокладок выбраны с учетом совместимости с химическими составами чистых помещений класса ISO 5, с использованием составов EPDM или Viton, соответствующих стандартам газовыделения согласно ASTM E595.
Каждый блок серии Ever Power Cleanroom имеет сертификат соответствия стандарту ISO 8573-1 Class 0 по общему содержанию масла, выданный компанией TÜV Rheinland. Маркировка CE подтверждает соответствие Европейской директиве по машинному оборудованию 2006/42/EC и Директиве по оборудованию, работающему под давлением (PED) 2014/68/EU — обе директивы остаются в силе в законодательстве Великобритании после Brexit в рамках сохранившейся правовой базы ЕС, при этом маркировка UKCA доступна только для поставок в Великобританию.
✅ Сертификаты и стандарты
- ✓ Класс 0 по стандарту ISO 8573-1 (содержание масла)
- ✓ Соответствует стандарту BS EN ISO 14644-1 «Чистое помещение готово к эксплуатации»
- ✓ Маркировка CE и UKCA
- ✓ Сертифицировано независимой организацией TÜV Rheinland
- ✓ Соответствует директиве PED 2014/68/EU
- ✓ Класс эффективности двигателя IE3 / IE4
- ✓ Доступна опция ATEX Zone 2
НУЖНА ИНДИВИДУАЛЬНАЯ СЕРТИФИКАЦИОННАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ?
Для каждой системы мы предоставляем полные технические характеристики материалов, отчеты о заводских приемочных испытаниях и пакеты документов для валидации в чистых помещениях.
Обслуживание британского сектора производства оптической и дисплейной продукции.
От научных парков Кембриджа до шотландских кластеров высокоточной оптики — надежные решения по подаче сжатого воздуха для британских производителей.
В Соединенном Королевстве расположен значительный и постоянно растущий кластер предприятий, занимающихся производством оптических и смежных дисплеев, включая производителей медицинских устройств визуализации в долине Темзы и на юго-востоке страны, специалистов по прецизионной оптике, обслуживающих клиентов в аэрокосмической и оборонной отраслях в коридоре Бристоль-Бат, производителей фотоники, созданных на базе университетов Кембриджа и Оксфорда, а также интеграторов дисплейных технологий, поддерживающих автомобильный сектор HMI в регионе Мидлендс. Каждое из этих предприятий работает в разных масштабах производства и имеет разную классификацию чистых помещений, но их объединяет одно общее требование: проверенная, подлежащая аудиту, безмасляная подача сжатого воздуха.
Стандарты чистых помещений в Великобритании регулируются стандартом BS EN ISO 14644, который соответствует международному стандарту ISO и классифицирует чистые помещения от класса ISO 1 (самые чистые, количество частиц ≤10/м³ при 0,1 мкм) до класса ISO 9. Большинство производственных площадок для нанесения оптических покрытий и изготовления дисплейных панелей работают в диапазоне классов ISO от 4 до 6, где общее количество частиц строго контролируется, а любой источник загрязнения, поступающий в процессе производства, — включая сжатый воздух — должен быть подтвержден и задокументирован в рамках стратегии контроля загрязнений (CCS) предприятия в соответствии с соответствующими отраслевыми стандартами.
Наличие на складе в Великобритании и быстрая доставка.
Стандартные модели доступны у британских поставщиков, доставка в любую точку материковой части Великобритании занимает 2–4 недели.
Британская сервисная команда
Инженеры по выездному обслуживанию доступны по всей Англии, Шотландии и Уэльсе для выполнения работ по установке, вводу в эксплуатацию и планово-профилактическому обслуживанию.
Документация UKCA
Каждое устройство поставляется с полной маркировкой UKCA, соответствует требованиям UK PSSR 2000 и имеет документацию, подтверждающую соответствие британским стандартам.
Доступны цены в фунтах стерлингов.
Все цены указаны в фунтах стерлингов с учетом НДС Великобритании. Доступны варианты финансирования и лизинга через партнеров в Великобритании.
Истории успеха клиентов
Реальные результаты от производителей оптики и дисплеев, которые перешли на безмасляные системы Ever Power.
Компания по интеграции автомобильных HMI-дисплеев в Великобритании — регион Мидлендс, Англия.
Сборка дисплейной панели | Чистое помещение класса ISO 5 | Установлено 3 блока EP-OF 55 VSD
Производитель из Мидлендса, поставляющий изогнутые OLED-дисплеи трем крупным европейским автомобильным OEM-производителям, столкнулся со средним уровнем дефектов 4,71 TP5T при окончательной оптической проверке — преимущественно проявляющимся в виде полос дымки и неравномерности пикселей по всей центральной части дисплея. Внутренние исследования качества исключили в качестве первопричин проблемы происхождение подложки, оборудование для ламинирования в чистых помещениях и химический состав технологического процесса за восемнадцатимесячный период расследования. Анализ качества воздуха, проведенный в рамках аудита сжатого воздуха по рекомендации консультанта, выявил общее содержание углеводородов в форсунках в местах использования на уровне 0,038 мг/м³ — значительно выше допустимого порога для работы с OLED-подложками.
Три безмасляных винтовых компрессора EP-OF 55 VSD были установлены в параллельной кольцевой магистральной конфигурации, заменив два устаревших роторных винтовых компрессора с масляным охлаждением, оснащенных трехступенчатой системой фильтрации. Были предусмотрены встроенные осушители, обеспечивающие точку росы при давлении -40°C. После установки проверка качества воздуха подтвердила содержание масла 0,000 мг/м³ во всех двадцати четырех точках тестирования.
В течение восьми недель после ввода в эксплуатацию процент брака при оптическом контроле снизился с 4,71 TP5T до 0,61 TP5T — снижение на 871 TP5T. Ежегодная экономия на доработках и браке составила 620 000 фунтов стерлингов, что обеспечило полную окупаемость капитальных вложений в течение одиннадцати месяцев. С тех пор предприятие расширилось за счет четвертого блока EP-OF 55 для поддержки новой линии по производству OLED-модулей.
Ключевые результаты
«В нашем чистом помещении для фотоники в Кембридже уже три года используются безмасляные установки Ever Power. Нам больше не нужно беспокоиться о стабильности качества воздуха — системы работают круглосуточно без каких-либо неожиданностей. На этапе проектирования команда продемонстрировала исключительную осведомленность о наших специфических технологических требованиях, что вселило в нас уверенность еще до принятия окончательного решения».
— Менеджер по техническому обслуживанию объектов
Производитель фотонных датчиков, Кембридж, Великобритания.
«Больше всего я ценю предоставленный пакет документации. Для нашей линии медицинского оптического оборудования, соответствующей стандарту ISO 13485, нам необходима полная прослеживаемость по каждому критически важному компоненту. Компания Ever Power предоставила полный протокол заводских приемочных испытаний, сертификаты на материалы и сертификат TÜV на содержание масла, которые наша команда контроля качества одобрила без каких-либо запросов на дополнительную информацию. В моей практике это большая редкость».
— Руководитель отдела технологического проектирования
Производитель медицинских оптических приборов, графство Суррей, Англия.
«Прежде чем выбрать Ever Power для нашего цеха по нанесению антибликового покрытия на линзы в Шотландии, мы рассмотрели четырех поставщиков. Решающим фактором стала их готовность разработать индивидуальную компоновку рамы, подходящую для нашего существующего котельного помещения, ширина которого ограничена 900 мм между колоннами. Другие поставщики предлагали нам стандартные решения, не особо заботясь о качестве. Ever Power же предложила нам индивидуальное решение, которое идеально подошло и было доставлено в срок».
— Директор завода
Производитель оптических линз с антибликовым покрытием, Эдинбург, Шотландия.
Возможности проектирования и производства по индивидуальным заказам
Нет двух одинаковых чистых помещений — и наши решения тоже не должны быть идентичными.
На производственном предприятии Ever Power работает специализированное инженерное подразделение, занимающееся разработкой нестандартных конфигураций компрессоров, начиная с первоначальной концепции и заканчивая заводскими приемочными испытаниями (FAT). Эта возможность особенно ценится в секторе производства оптики и дисплеев, где ограничения по площади, специфические конфигурации источников питания, интеграция с системами управления зданиями (BMS) и необходимость в специализированной документации для валидации делают стандартные решения неэффективными.
В числе разработанных нами индивидуальных проектов для клиентов из Великобритании и других стран, работающих в чистых помещениях, можно отметить: узкопрофильные системы на салазках для модернизации существующих технических помещений, конструкции с низким уровнем вибрации для объектов, где требуется сейсмическая изоляция для чувствительного метрологического оборудования, резервные конфигурации с автоматическим переключением режимов работы/резервирования для обеспечения гарантированного времени безотказной работы 99,991 TP5T, интегрированную SCADA-систему с протоколом OPC-UA для мониторинга объектов в рамках концепции Industry 4.0, а также специальные системы проверки чистоты сжатого воздуха с непрерывным онлайн-мониторингом паров масла и автоматическим отключением при превышении порогового значения.
Если для вашего предприятия по производству оптических компонентов или панелей дисплея требуются продукты, не входящие в стандартный каталог, наши инженеры-технологи готовы с вами связаться. Мы работаем с командами специалистов по эксплуатации зданий на самых ранних этапах проектирования новых чистых помещений и модернизации существующих, и можем бесплатно предоставить консультации на этапе предварительного проектирования (pre-FEED) для соответствующих проектов. Цель – разработка спецификации системы сжатого воздуха, которая будет правильно рассчитана под ваш профиль спроса, обеспечит перспективность расширения производства и соответствие стандартам качества воздуха, необходимым для ваших процессов, без излишних затрат на мощности, которые вам сегодня не нужны.
🔧 Наши возможности по индивидуальному заказу
- ✦ Изготовление поддонов нестандартных размеров и компоновки.
- ✦ Нестандартное напряжение и частота
- ✦ Интегрированные осушительные и фильтрующие установки
- ✦ Резервные системы для обеспечения работы/резервирования
- ✦ Интеграция SCADA / BMS / OPC-UA
- ✦ Онлайн-мониторинг паров масла
- ✦ Заводские приемочные испытания (FAT)
- ✦ Полная документация по валидации чистых помещений
- ✦ Варианты ATEX / для низких температур
Часто задаваемые вопросы
Ответы на самые часто задаваемые вопросы британских производителей оптики и дисплеев.
Готовы обеспечить чистоту воздуха класса 0 в вашем чистом помещении?
Поговорите с инженером-технологом, который знает разницу между соплом для продувки подложки и линией продувки камеры магнетронного распыления. Мы поможем вам точно определить, что необходимо для вашего процесса оптического производства — ни больше, ни меньше.
✉ Получите бесплатную инженерную консультацию
[email protected] | Ответ в течение 1 рабочего дня | Приветствуются проекты в Великобритании и за рубежом
© Ever Power Compressor Technology. Все технические характеристики продукции могут быть изменены. Сертификация ISO 8573-1 Class 0 подтверждена TÜV Rheinland. По вопросам проектов обращайтесь: [email protected] | отредактировано gzl