Kẻ thù lớn nhất trong phòng sạch không chỉ là bụi bẩn nhìn thấy được, mà là sự ô nhiễm phân tử (Airborne Molecular Contamination - AMC). Và thật ngạc nhiên, nguồn gây ô nhiễm đó đôi khi lại đến từ chính lớp mỡ bôi trơn mà chúng ta đang dùng để bảo vệ máy móc.

THÁNH THỨC VÔ HÌNH "ĐỘ BAY HƠI"

Hầu hết các loại dầu mỡ gốc khoáng hoặc tổng hợp thông thường đều có xu hướng bay hơi nhẹ khi hoạt động, đặc biệt là khi nhiệt độ tăng lên do ma sát. Trong phòng sạch (ISO Class 4, ISO Class 5, hay ISO Class 6), sự bay hơi này gây ra các hậu quả nghiêm trọng:

Nhiễm bẩn Thấu kính Quang học: Hơi dầu này di chuyển và ngưng tụ lại thành một lớp màng mỏng (film) trên các bề mặt lạnh hoặc các thành phần quang học chính xác (như thấu kính trong máy quang khắc Lithography). Lớp màng mỏng dù chỉ mỏng vài nanomet này cũng gây ra hiện tượng tán xạ ánh sáng, làm giảm độ chính xác của tia laser, dẫn đến lỗi sản xuất vi mạch. 

Gián đoạn Quy trình Xử lý Bề mặt: Trong sản xuất bán dẫn, màng mỏng dầu ngưng tụ có thể thay đổi năng lượng bề mặt (Surface Energy) của tấm wafer, ảnh hưởng nghiêm trọng đến các quá trình bám dính, lắng đọng hơi hóa học (CVD) hoặc mạ điện, dẫn đến phế phẩm toàn bộ mẻ sản xuất.

Yêu cầu về độ sạch: Chất bôi trơn được sử dụng trong môi trường chân không cao hoặc phòng sạch cấp độ Class 10/100 phải đáp ứng tiêu chuẩn Low Outgassing (thoát khí thấp) nghiêm ngặt, thường được kiểm tra bằng các phương pháp như TGA (Thermogravimetric Analysis). Mỡ gốc khoáng/PAO thường không đạt được mức này. 

Ngay cả khi mỡ không bay hơi, chúng vẫn có thể tạo ra các hạt rắn (particles) gây ô nhiễm cơ học: 

Mỡ bị khô và than hóa: Mỡ gốc khoáng hoặc PAO, dưới tác dụng của nhiệt độ cao và oxy hóa, sẽ bị phân hủy. Dầu gốc bị cháy, để lại chất làm đặc (như xà phòng Lithium) khô cứng, tạo thành cặn carbon đen. Khi máy móc (ví dụ: robot, thanh trượt tuyến tính) chuyển động, các cặn carbon khô cứng này bị nghiền nát và phát tán vào không khí dưới dạng các hạt cực nhỏ. Các hạt này dễ dàng làm hỏng vòng bi, làm tắc nghẽn bộ lọc, và quan trọng nhất là làm ô nhiễm không khí phòng sạch, vi phạm tiêu chuẩn ISO 14644.

Đối với phòng sạch cấp độ cao, chất bôi trơn không chỉ cần bôi trơn hiệu quả mà còn phải "biến mất" một cách sạch sẽ (không bay hơi) và không bị phân hủy thành cặn cứng (không sinh hạt).

TIÊU CHÍ VÀNG KHI LỰA CHỌN DẦU MỠ CHO PHÒNG SẠCH

Để đảm bảo quy trình sản xuất, mỡ bôi trơn phải được lựa chọn dựa trên các tiêu chuẩn sau:

Áp suất hơi thấp (Low Vapor Pressure) & Độ bay hơi thấp Đây là yếu tố quan trọng nhất. Dầu gốc phải có áp suất hơi cực thấp để giảm thiểu tối đa hiện tượng Outgassing. Điều này đảm bảo dầu không bay hơi thành dạng khí gây ô nhiễm không gian.

Tính trơ hóa học (Chemical Inertness) Trong phòng sạch thường sử dụng nhiều hóa chất tẩy rửa hoặc dung môi mạnh. Mỡ bôi trơn cần phải "trơ", không phản ứng hóa học với nhựa, cao su, kim loại hoặc các khí process gas, đảm bảo độ bền của seal phớt và chi tiết máy

Khả năng chịu nhiệt và ổn định oxy hóa Mỡ không được bị khô cứng, tạo cặn (carbon hóa) khi gặp nhiệt độ cao. Cặn bẩn từ mỡ cháy chính là nguồn phát sinh bụi hạt (particle generation).

GIẢI PHÁP CHUYÊN GIA: MOLYKOTE HP SERIES

Phòng sạch ISO Class 4và 5 yêu cầu kiểm soát nghiêm ngặt các chất ô nhiễm. Mỡ HP Series giải quyết vấn đề này bằng cách:

Thành phần Gốc PFPE và Khả năng Bay hơi (Outgassing) Cực Thấp

 - Gốc Perfluoropolyether (PFPE): Đây là thành phần gốc dầu tổng hợp hoàn toàn bằng flo, khiến chúng trơ về mặt hóa học (chemically inert) và không phản ứng với hầu hết các hóa chất, dung môi, hoặc hơi ẩm. 

 - Độ Bay hơi Rất Thấp: Các sản phẩm gốc PFPE có áp suất hơi cực kỳ thấp. Điều này đồng nghĩa với việc chúng hầu như không phát tán các phân tử hữu cơ dễ bay hơi (VOCs) hoặc hơi dầu vào không khí.

 - Trong môi trường chân không cao hoặc phòng sạch, mỡ tiêu chuẩn (gốc hydrocacbon hoặc silicone) có thể bay hơi và lắng đọng trên các bề mặt nhạy cảm (như thấu kính quang học, wafer bán dẫn), gây ra ô nhiễm màng và hư hỏng sản phẩm. Mỡ HP Series với công nghệ công nghệ Fluorinated ngăn chặn hiệu quả điều này. 

Độ Bền Nhiệt và Độ Bền Hóa học Cao

Trong các thiết bị sản xuất bán dẫn hoặc thiết bị phòng sạch, các bộ phận bôi trơn thường phải hoạt động dưới các điều kiện khắc nghiệt:

 - Phạm vi Nhiệt độ Rộng: Mỡ HP Series duy trì hiệu suất bôi trơn ổn định trong phạm vi nhiệt độ hoạt động rất rộng, thường là từ -65℃ đến 250℃ (hoặc cao hơn tùy loại). Điều này đảm bảo dầu mỡ không bị phân hủy nhiệt.

 - Khả năng Chống Phân hủy Hóa học: Do trơ về mặt hóa học, mỡ HP Series không bị phân hủy khi tiếp xúc với các khí ăn mòn (như oxy, clo) hoặc các hóa chất mạnh thường được sử dụng trong quy trình làm sạch hoặc sản xuất bán dẫn. Sự phân hủy dầu mỡ thông thường sẽ tạo ra các hạt và chất lắng đọng, gây ô nhiễm trực tiếp cho phòng sạch. 

Không tạo hạt

 - Không Chảy nhỏ giọt (No Dripping/Running): Mỡ HP Series được pha chế để duy trì cấu trúc của mình, giảm thiểu khả năng dầu mỡ chảy ra khỏi khu vực bôi trơn và rơi thành hạt nhỏ vào môi trường phòng sạch. 

 - Sử dụng Chất làm đặc Fluorinated Polymer: Chất làm đặc được chọn (thường là PTFE) kết hợp với gốc PFPE để tạo ra một loại mỡ cực kỳ sạch, không chứa các thành phần có thể bị mài mòn và tạo ra hạt (particle shedding) trong quá trình hoạt động. 

Phân khúc đề xuất theo cấp độ sạch

ISO Class 4, Molykote HP-300 Grease - Phân khúc cao cấp nhất trong ứng dụng phòng sạch

HP-300 là lựa chọn tối ưu cho các ứng dụng có yêu cầu sạch tuyệt đối (ISO Class 4 / Class 10), đặc biệt là nơi vấn đề bay hơi (outgassing) là mối quan tâm hàng đầu (như trong sản xuất bán dẫn hoặc các thiết bị trong buồng chân không):

 - Evaporation (Bay hơi): Rất thấp, 0.2% (ở 200^oC, 24 giờ). Con số này thấp hơn đáng kể so với giới hạn tiêu chuẩn.

 - Áp suất hơi dầu gốc: Cực thấp (4x10^-10 Pa tại 20^oC).

 - Ứng dụng: Thích hợp cho các cơ cấu chính xác, tốc độ cao/thấp nơi cần độ ổn định nhiệt và độ bay hơi thấp nhất để không gây ô nhiễm quang học hoặc điện tử.

MOLYKOTE HP-870 Grease, Đề xuất cho ISO Class 5

HP-870 cũng phù hợp cho môi trường sạch nhưng được tối ưu hóa cho khả năng chịu tải và độ bền cơ học cao hơn:

 - Evaporation (Bay hơi): 1.0% (ở 200^oC, 24 giờ). Con số này vẫn rất thấp và tốt hơn nhiều so với các loại mỡ không phải PFPE, nhưng cao hơn HP-300.

 - Độ nhớt dầu gốc: Cao hơn đáng kể (1500  mm²/s ở 25^oC, so với HP-300 là 420cSt ở 40^oC). Độ nhớt cao hơn giúp mỡ bám dính tốt hơn và chịu tải tốt hơn.

- Áp suất hơi dầu gốc: Cũng ở mức cực tốt (2x10^-6 Pa tại 20^oC).  

Ứng dụng: Lý tưởng cho các vòng bi, trục lăn hoặc các cơ cấu truyền động chịu tải nặng hơn trong môi trường sạch (ví dụ: các trục vận chuyển trong các hệ thống xử lý vật liệu phòng sạch). 

MOLYKOTE HP-500 Grease, Úng dụng cân bằng cho cả ISO Class 4 và 5

HP-500 mang lại sự cân bằng giữa hai sản phẩm kia nhờ vào các yếu tố sau:

Độ Sạch: Với tỷ lệ bay hơi thấp (thường dưới 1% ở 200^oC, 24 giờ), HP-500 đáp ứng rất tốt các yêu cầu về không phát tán ô nhiễm trong phòng sạch ISO Class 5 và nhiều ứng dụng ISO Class 4 không đòi hỏi điều kiện chân không cực cao như HP-300.

 Hiệu suất: Độ nhớt dầu gốc và khả năng chịu tải của HP-500 nằm ở mức trung bình, giúp nó hoạt động hiệu quả trên nhiều loại cơ cấu:

 - Tốt hơn HP-300 trong các ứng dụng cần độ bám dính và khả năng chịu tải động một chút.

 - Áp suất hơi đạt 1.33x10^-6, thích hợp hơn HP-870 cho các ứng dụng nhạy cảm hơn về mặt bay hơi hoặc tốc độ hoạt động. 

Ứng dụng: Thiết bị chuyển động trong phòng sạch (robots, linear guides, screw drives) nơi cần độ sạch cao nhưng cũng cần khả năng bôi trơn đáng tin cậy. Các bộ phận bôi trơn nhựa-trên-nhựa hoặc nhựa-trên-kim loại, nơi HP-500 có khả năng tương thích vật liệu tuyệt vời.

Tóm lại:

-> Để đảm bảo độ sạch cao nhất (ít bay hơi nhất), hãy chọn HP-300.

-> Để có sự kết hợp tốt giữa độ sạch và hiệu suất chịu tải cho các ứng dụng đa dạng, hãy chọn HP-500.

-> Để bôi trơn các bộ phận chịu tải nặng trong phòng sạch, hãy chọn HP-870.