清洗平台

2021年6月7日，上海芯物科技有限公司12吋中试生产线工艺设备搬入仪式在新傲工厂举行，盛美半导体设备（上海）股份有限公司首台清洗设备入驻芯物科技！据国家智能传感器创新中心负责人在致辞时介绍，12英寸先进传感器特色工艺研发中试平台超过80%的设备均采用国产设备，为国产装备提供验证平台，加速传感器产业链国产化，实现自主可控。盛美半导体董事长 王晖 先生王晖先生在致辞时说：“能够获得和芯物科技一起成长的机会，我代表盛美向芯物科技表示衷心的感谢！在这个充满机会与挑战的时代，期待未来和芯物科技一起，开发一些全球领先的差异化特色工艺和设备，把中国的MEMS做到世界前列！”设备搬入合影盛 美 前道刷洗设备盛美本次进驻芯物科技的设备为前道刷洗设备，该设备采用单片腔体对晶圆正背面依工序清洗，可进行包括晶圆背面刷洗、晶圆边缘刷洗、正背面二流体清洗等清洗工序。设备占地面积小，产能高，稳定性强，多种清洗方式灵活可选，且可用于芯片制造的中前段至后段各道刷洗工艺。据了解， 盛美主要从事半导体专用设备的研发、生产和销售，主要产品包括半导体清洗设备、半导体电镀设备和先进封装湿法设备等。公司坚持差异化竞争和创新的发展战略，通过自主研发的单片兆声波清洗技术、单片槽式组合清洗技术、电镀技术、无应力抛光技术和立式炉管技术等，向全球晶圆制造、先进封装及其他客户提供定制化的设备及工艺解决方案，有效提升客户的生产效率、提升产品良率并降低生产成本。

中标公告我公司在中国食品药品监督管理局组织的“食品药品监督管理系统中西部地区行政执法机构执法装备项目”设备采购（招标编号：0747-0740SITC6061-B/包2药品快速鉴别工具）的（国内）公开招标中，与天津市天大天发科技有限公司合作，中标超声波清洗器1159台，特此声明。

吸入剂安瓿瓶灌装线专用清洗机成功交付记实验室清洗机顾名思义，一般是用于实验室器皿的清洗，可以被广泛应用于制药、食品、化妆品、高校、科研等实验室领域。用于药品罐装生产线是比较罕见的，用于安瓿瓶的罐装生产就更是难上加难。近期，白小白就完成了这个看似不太可能的应用交付。药品安全是涉及民生的大事，关乎用药人的生命安危。国家对药品的生产有着严格的管理规范和要求，以确保药品的质量和安全。因此，药品罐装生产线对罐装容器清洗也有着严格的要求。同时，安瓿瓶本身的特点也给这款专用清洗设备的研发带来了诸多困难。客户需求口服液体制剂车间生产亚硝酸异戊酯吸入剂品种，新增一台安瓿瓶洗烘一体机，需要对1ml的安瓿瓶进行清洗、烘干。罐装车间工艺流程（仅供参考）法规标准要求设备用于药品的包装生产，因此必须符合相关标准/要求：中国《药品生产质量管理规范（2010年修订）》、TJ36-79工业企业设计卫生标准、GB-52261-2002 机械安全机械电气设备第一部分：通用技术条件、GB-8196-87 机械设计防护罩安全要求、GB-12265-90 机械防护安全要求。工艺性能要求能够满足直径Ø 10mm，瓶口内径Ø 4mm，高度60mm的1ml安瓿瓶的洗烘；能够满足三班连续生产要求，设备洗烘能力≥1300瓶/柜；每柜的流程不大于1小时；洗烘瓶完好合格率应＞99.9%；设备放置在洁净区（D级区）灌装间，上瓶方式：整盘人工上瓶。连续运转要求应具备长时间持续运行能力，且设备运转稳定。机械要求（部分）设备与产品/药瓶接触部件材质为316L不锈钢，软连接/垫片等部件应采用硅胶、PTFE/EPDM等符合GMP要求的材料。其余部分采用符合GMP要求的其它材料（不锈钢至少为304）制成，并提供相关材质证明。设备内壁为镜面抛光，Ra＜0.65μm，焊接部分应有焊接相关证明材料/记录。所有附件设计及制作应符合GMP环境要求，无污染，无生锈，表面易清理。项目难点与实现在综合考虑GMP法规符合性、总成本、交付周期以及各项技术指标要求等主要因素后，白小白研发团队决定在现有制药实验室清洗机BS580D基础上进行客户所需安瓿瓶灌装线专用清洗机的专项开发。这样既可以在最短的时间内实现交付，也可以为客户节约经济成本，是最佳的选择。BS580D外观图白小白BS系列实验室清洗机经过国际公认的测试、检验和认证机构SGS的合格性检测，通过IEC60068运行稳定性测试标准检验，完全具备长时间持续稳定运行能力。BS580D是针对制药行业定向研发的实验室清洗机，所有设计均以满足GMP的合规性要求为前提。腔体采用316L镜面不锈钢，表面粗糙度Ra＜0.2μm，采用激光焊接工艺，平整度和粗糙度可通过无线探伤仪器进行拍照检验，管路材质达到医用级和食品级，均有认证证书；内置审计追踪、权限管理、数据统计的合规性模块完全符合FDA法规21CFRpart11的条款要求。现有机型的上述软硬件配置为本次实现GMP要求下的安瓿瓶罐装线清洗机的研发打下了坚实基础，主要攻克对象便落在了工艺性能方面的要求满足上。清洗对象为1ml安瓿瓶，内径最小处仅为4mm，且靠近瓶口位置，清洗容量不低于1300个，在1小时内实现清洗和完全干燥，合格率＞99.9%。看似简单的几个数字，却在实践过程中给开发工程师们带来了极大的困难与挑战。难点一、1728个安瓿瓶清洗篮架设计现有机型针对的是实验室的应用场景，没有清洗安瓿瓶的专用篮架，需要进行全新的设计与开发。根据现有舱体的空间容量，经过工程师的测算可以实现一次最多清洗1728个安瓿瓶的结构设计，远大于客户要求的1300个。这个结果无疑是令人振奋的，但数量越多需要打破的现有平衡也就越多，意味着开发难度越大。现有设备的配套能力能够实现的是400余个安瓿瓶的清洗烘干，要增加到1728个，无疑是小马拉大车，系统性改进的难度可想而知。经过认知思索，研发部门决定接受这个高难度的挑战，这样可以最大化地为客户提高清洗效率，这也是工程师们非常希望看到的结果。大方向确认后，经验丰富的工程师们很快就设计出了第一版安瓿瓶清洗篮架，并迅速进行了开模与加工。但是在上机测试完成后，大家却完全没有了最初的兴奋。清洗效果与实际要求差距太大，完全超出了预期设想。这该怎么办呢？工期本就很紧张，工程师们的压力一下子就上来了。经过反复的研究、探讨，终于发现了问题的症结所在。实验室清洗机清洗孔位总量通常不会超过600个，现有设备BS580D最大清洗量是400+。同时清洗1728个安瓿瓶，与其对应的是匹配1728个喷淋管和出水孔位。放眼整个行业也很难找到先例，遇到的困难自然也是前所未有。同等舱体容积前提条件下倍增量级增加的孔位数，造成的是滞空率的极大提升。滞空率越高，表示流体在流动过程中受到的阻力越大，清洗用水在喷淋过程中的流动越困难。这直接导致了流体匹配的失衡，严重打破了现有清洗水用量的平衡，需要对水路系统进行整体性的设计调整（因系统性改造过于复杂，本文略，下同），可谓牵一发动全身。从篮架设计的角度，受安瓿瓶内径尺寸4mm的限制，喷淋管内径尺寸基本固定，几乎没有可调整空间。工程师们遂将设计重点放在了对篮架底部储水箱体结构的调整上，主要是箱体的容量以及结构形态，经过一次次的测算和调整，最终找到了新的平衡，解决了滞空率大幅增加带来的喷淋失衡问题。其中非常值得一提的是，工程师们打破惯有思维，采用了斜面式的形态设计，最终成为了取得成功的关键因素。难点二、1小时内实现清洗和完全干燥仔细观察安瓿瓶的结构，具有颈部狭长细窄的特点。这种结构特征，会导致里面的水不易流出。因为较细的瓶口会增加水的表面张力，在瓶口处形成一个张力膜，阻碍水的流出。经过简单的测试发现，几乎无法通过正常倾倒的方式使安瓿瓶里面的水出来，需要借助一定的外力才可以实现。因此，不难得出超窄径安瓿瓶的清洗和烘干难度都非常大的结论。尤其是烘干，让工程师们几近崩溃。为了保证洁净度，工程师们选择了难度最大的注射式清洗方式，问题也随之而来。喷淋管距离瓶子底部近，利于瓶子下半部分的干燥，但是颈部的水汽很难得到完全烘干；距离底部稍远，则呈现相反的效果。这样经过反复测试才调整到了最佳尺寸位置。如果停留在这里就太好了，但问题还远不止如此。在1小时内实现清洗和完全干燥，对于现有条件下的烘干效率要求是极高的。为了使瓶子里的水可以尽可能多且快速的流出来，工程们增加了独创的“脉冲式”烘干。为了进一步提高烘干效率，增加了相应的外路烘干系统。但完成率也仅仅从70%提升到85%左右，还是远低于预期目标。问题出在了哪里呢？经过反复测试发现，随着风路系统的增加，完成率是不增反降的。不合常理必有缘故，需要进一步深挖。此时，交付期马上就要到了，工程师们已经焦虑到几近彻夜难眠的程度。这也是考验工程师耐性的关键时刻，越是在这样的时刻越要看谁能够稳得住。大胆假设，小心求证。通过一个因素一个因素的排查，最终锁定了核心因素。原来，随着风量倍增到一个临界值时，舱体内压会极具升高，导致空气流动受到阻碍，原有的进出气平衡被打破，里面的气流出不去，外面的气流进不来。空气流动效率下降，烘干效率自然也就随之下降了。找到问题的症结后，工程师们随即对气路进行了系统性的改造，这一困局也在交付前得以成功打破。难点三、循环水过滤精度200目药品包装生产必须符合中国《药品生产质量管理规范（2010年修订）》要求。据此，安瓿瓶专用清洗机的过滤精度需要达到200目，即有效过滤清洗水中肉眼难以分辨的微小颗粒、悬浮物等，才能保证清洗水中的残留物达到要求。水过滤网目数是指过滤网每英寸长度上的网孔数量。它是用来衡量过滤网孔径大小的一种标准。一般来说，目数越大，网孔越小，过滤精度越高，过滤出的水就越纯净，水通过滤网的效率也就越低。200目是现有设备过滤精度的2倍，这一改变同样也打破了现有水过滤系统的平衡。随着目数的增加，水流速急剧下降，清洗水无法按照需要的速度循环，导致清洗流程无法正常进行。必须提升水通过滤网的效率，才能保证水循环系统的正常运转。滤网的孔隙变小，上面的水形成表面张力，堵塞滤网下面的空气，使得下面的气压变高，导致滤网上面的水难以下去。这就像我们日常使用带有滤网的茶杯泡茶时的经历，滤网太细，水很难倒进茶杯里。下面堵塞的空气进入水泵后还会产生大量气泡形成汽蚀现象，对水泵的叶轮、叶片等部件造成不同程度的损坏，危害性也是比较大的。在密封性能卓越的舱体空间内解决这一问题的难度是巨大的。容易想到的办法是增加水泵的吸力，靠增加外力的方式把水从下面吸过来，提高水流效率，但这还远远不够。此时，发挥工程师们聪明才智的时刻又到了。他们采取了反向操作，在滤网上开一个气孔。当然不是普通的气孔，既要保证清洗水中的杂质不会从滤网上漏下去，又能改善滤网下方空气的流通性。经过精心的设计，一个完美的解决方案最终被呈现了出来，这一难题又得以顺利突破。难点小结清洗机是由多系统组成的一个相对庞杂的清洗系统，通过各个系统之间环环相扣紧密配合来完成整个清洗任务。因此，改动一个点，可能涉及的是一个线或者是一个面的联动，是系统性的改进。在本项目的实际研发过程中，还有非常多的小难点，篇幅有限不能一一列举，仅以以上三个难点作为攻克典型进行简单分享，希望大家能够对于设备厂家的工作有一个更深层面的了解。也希望在大家的支持和鼓励下，我们的工程师们能够更多的发挥所长，打磨出更多的好产品，让清洗设备的服务领域更深更广，更好的贡献社会，服务社会。验收交付工厂验收经过2个月艰苦卓绝的奋战，全新开发的吸入剂安瓿瓶灌装线专用清洗机迎来了客户的实地验收。验收当天，研发负责人和所有工程师们都信心满满，像刚打了一场胜仗从战场归来的将士等待胜利的检阅一样。虽疲惫，但内心充满了喜悦，因为他们深知所有难题都已经被解决。结果毫无疑问，顺利通过了客户的工厂验收，且获得了高度评价。交付安装随后，安装工程师们抵达客户所在药厂，完成了设备的安装与调试。至此，白小白吸入剂安瓿瓶灌装线专用清洗机成功交付。白小白的研发能力得到了进一步的提升和认可。