潔淨室電纜集塵問題研究與測試設計
潔淨室電纜集塵問題研究與(yu) 測試設計
潔淨室電纜集塵問題研究對於(yu) 潔淨室環境來說，電纜拖鏈中的電纜集塵是一個(ge) 複雜的問題。為(wei) 了潔淨室盡量減少集塵，需要盡可能地避免電纜以及套管之間的摩擦。盡管通過減少運動器件可以減少集塵，但是自動生產(chan) 線上電纜的運動不可避免。另外，用於(yu) 分隔圓形電纜和套管的分隔片和支架是產(chan) 生集塵的另一個(ge) 因素。如果不使用分隔片，或者分隔片沒有正確的安裝，電纜以及套管之間的摩擦將導致這些部件的蠕變、移動或扭曲，這樣就會(hui) 增加集塵。
為(wei) 了獲得能運行上千萬(wan) 次壽命的低集塵電纜係統，係統設計工程師應盡可能減少運動器件的數量，以及這些零件之間的摩擦。電纜拖鏈製造商會(hui) 提供詳盡的正確安裝和使用電纜的指南，它決(jue) 定了你的電纜係統潔淨度。然而，用在潔淨室環境的電纜和電纜拖鏈應該經過測試確定電纜材料的集塵特性，以及電纜在整個(ge) 係統的相互作用問題。
潔淨室測試設計
為(wei) 了鑒別集塵是由電纜還是電纜拖鏈造成的，將相同的扁平電纜放在同一廠家生產(chan) 的兩(liang) 種不同的電纜拖鏈中進行了測試。在測試中，選擇了兩(liang) 種非金屬電纜拖鏈：一種是低振動，無噪音的清潔型電纜拖鏈（拖鏈A），一種是帶有鏈環和銷的傳(chuan) 統拖鏈（拖鏈B）。除了測試了Gore無拖鏈電纜（TK31540-01），還對三種電纜拖鏈組合作了評估：
–電纜拖鏈A，安裝2根戈爾高柔性扁平電纜，一根電纜疊放在另一根上麵
–電纜拖鏈B，安裝2根戈爾高柔性扁平電纜，一根電纜疊放在另一根上麵
–電纜拖鏈A，安裝2根圓形電纜，一根電纜放在另一根旁邊，無分隔器。為(wei) 了使對電纜的摩擦更小，設計了具有足夠空間的拖鏈使這兩(liang) 條圓形電纜之間不會(hui) 彼此接觸。
每個(ge) 電纜拖鏈垂直放置，與(yu) 潔淨室的空氣流動方向相對應，以確保產(chan) 生的所有微粒都被記錄下來。先確定最有可能產(chan) 生集塵的電纜拖鏈的關(guan) 鍵地方，光學微粒記數器放置在每根電纜的這些區域的三個(ge) 位置（見圖1）。每個(ge) 記數器會(hui) 記錄0.1至5.0微米大小的微粒。在每個(ge) 測量點對產(chan) 生的懸浮微粒作100分鍾記錄，每根電纜分別在運行速度0.5米/秒、1.0米/秒、2.0米/秒作測試。
然後使用數學方法按微粒尺寸（0.1、0.2、0.3、0.5、1.0和5.0微米）計算每個(ge) 測量點的更大數，按照GuidelineVDI2083Part9.1標準確定集塵數量。為(wei) 了能測定每個(ge) 電纜拖鏈係統的運行實效，弗勞恩霍夫研究所使用這些結果來確定最高集塵量的測量點。運行實效被用來確定ISO潔淨度認證的等級。
光學微粒記數器放置在每根電纜最有可能產(chan) 生集塵的三個(ge) 位置。
潔淨室結果
光學微粒記數器記錄了無拖鏈電纜（見表1）和裝有高柔性扁平電纜的電纜拖鏈A在每個(ge) 測量點產(chan) 生0個(ge) 微粒（見表2）。按照VDIGuideline2083和ISO14644-1標準的集塵可能性的計算方法，測定這些電纜在上述測試速度的集塵可能性低於(yu) 0.1%。
安裝圓形電纜的拖鏈A在不同運行速度都產(chan) 生了不同數量的微粒（見表3）。按照VDIGuideline2083和ISO14644-1標準，鑒定這種電纜拖鏈/電纜裝置產(chan) 生集塵的可能性是3%。
安裝高柔性扁平電纜的拖鏈B在不同運行速度下也產(chan) 生了不同數量的微粒（見表4）。按照VDIGuideline2083和ISO14644-1標準，鑒定這種電纜拖鏈裝置產(chan) 生集塵的可能性是3%。
當運行行程不超過1.5米時，這些電纜不需要電纜拖鏈、分隔器和支架，所以這些電纜能非常可靠地應用在1級潔淨室。通過測試安裝在兩(liang) 種不同電纜拖鏈的高柔性扁平電纜表明，集塵是由電纜拖鏈造成的。高柔性扁平電纜在拖鏈往返彎折運動的集塵量是最低的。除了不需要電纜拖鏈裏的分隔器和支架外，電纜的扁平結構均勻分布對電纜護套的作用力，這樣就減少了對電纜護套的磨損，以及由於(yu) 運動引起的摩擦。通過將所有電纜、軟管和光纖結構都放置在高柔性扁平電纜內(nei) ，就可使用更小更輕的電纜拖鏈。
在使用帶拖鏈的圓形電纜係統時，為(wei) 使集塵產(chan) 生量最少，僅(jin) 測試了使用無分隔器和支架、低振動的清潔型電纜拖鏈。由於(yu) 集塵量取決(jue) 於(yu) 運行速度，這種電纜係統能應用於(yu) ISO14644-1標準的4級潔淨室。然而，這種設計不能準確反映實際使用中的電纜拖鏈的集塵情況，因為(wei) 實際使用中電纜拖鏈內(nei) 塞滿了電纜、套管、分隔器和支架，這就增加了摩擦和集塵量。
潔淨室係指對空氣潔淨度、溫度、濕度、壓力、噪聲等參數根據需要都進行控製的密閉性較好的空間。
潔淨室的發展與(yu) 現代工業(ye) 、尖端技術密切聯係在一起。由於(yu) 精密機械工業(ye) （如陀螺儀(yi) 、微型軸承等加工）、半導體(ti) 工業(ye) （如大規模集成電路生產(chan) ）等對環境的要求，促進了潔淨室技術的發展。國內(nei) 曾統計過，在無潔淨級別的要求的環境下生產(chan) MOS電路管芯的合格率僅(jin) 10%~15%，64為(wei) 儲(chu) 存器僅(jin) 2%。目前在精密機械、半導體(ti) 、宇航、原子能等工業(ye) 中應用潔淨室已相當普遍。