關於潔淨室(shì)
潔淨室(Clean Room),亦稱無塵車間、無塵室或清淨室。潔淨室的主要功能為室內汙染控製,沒有(yǒu)潔淨室,汙染敏(mǐn)感零件不可能批量(liàng)生產。在FED-STD-2裏麵,潔淨(jìng)室被定義為具備(bèi)空氣過濾、分配、優化、構造材料和裝置的房間,其中特定的規則的操作程序(xù)以控製空氣懸浮微粒濃度,從而達(dá)到適當的微粒潔淨度(dù)級別。潔淨程度和控製汙染的持續穩定性,是檢驗潔(jié)淨室質量的核心(xīn)標(biāo)準,該標準根據區域環境、淨化程度等(děng)因素,分為若幹(gàn)等(děng)級,常用的有國際標準和國內區域行業標準,一些知名(míng)淨化工(gōng)程公司,在通行標準之外,還設有自身執行的高於國際化(huà)通行標準的淨化指標,淨化能力和環境適應力遠超國際品牌。
1簡介
潔淨室是指將一(yī)定(dìng)空間範圍內之空(kōng)氣中的微粒子、有害空氣(qì)、細菌等之汙染物排除,並(bìng)將室內(nèi)之溫度、潔淨度、室內壓力、氣流速度與(yǔ)氣流分布、噪音振動及照明、靜電控製在某一需求(qiú)範圍內(nèi),而所給予特別設計之房間。亦即是不論外在之空氣條件如何變化,其室(shì)內均能俱有維持原(yuán)先所設定要求(qiú)之潔淨度、溫濕度及壓力等性能之特性。
潔淨室最主要之作用在於控製產品(如矽(guī)芯片等(děng))所接觸之大氣的潔淨度(dù)日及溫濕度,使產品能在一個良好之環境空間中生產、製造,此空間我們稱之為(wéi)潔淨室。按照(zhào)國際慣例,無塵淨(jìng)化級別主要是根據(jù)每立方米空(kōng)氣中粒子直徑大於劃分標準的粒子數量來(lái)規定。也就是說所謂無塵並非100%沒有一點灰塵,而是控製在一(yī)個非常微量的單位上。當(dāng)然這個標準中符合灰塵標準的顆粒相對於我們常見的灰塵已經(jīng)是小的微乎其微,但是對於光學構(gòu)造而言,哪怕是一點點的灰塵都會產生非常大的負麵影響,所以在光學構造產品(pǐn)的生產上,無塵是必然的(de)要求。
每立方米將小於0.3微米粒徑的(de)微塵數量控製(zhì)在3500個以下,就達到了國際無塵標準的(de)A級。芯片級生產加工的(de)無塵標準對於灰塵的要求高於A級,這樣的高標主要被應(yīng)用在(zài)一些等級較高芯片生產上。0.5uM及以下的微塵數量被嚴格控製(zhì)在每立方英寸1000個以內,這也(yě)就是業內俗稱的1K級別。
空態:已經建造完成並可以投入使用的潔淨室(設施)。它具備所有有關的服務和功能。但是,在設(shè)施內沒有(yǒu)操作人(rén)員操作的(de)設備。
靜態:各種功能完(wán)備、設定安裝(zhuāng)妥當,可以按照設定使用或正在使用的潔淨室(設施),但是設施內沒(méi)有操作人(rén)員。
動態:處(chù)於(yú)正常使用的潔淨室,服務功能完善,有(yǒu)設備和人員;如果需要,可從事正常的工作。
單向流(層流)潔淨室原理
在潔淨室內,從送風口到回(huí)風(fēng)口,氣流流經途中的斷麵幾(jǐ)乎沒有什麽變(biàn)化,加上進風靜壓(yā)箱和高效過濾(lǜ)器的均壓均流作用(yòng),全室斷麵上的流速(sù)比(bǐ)較均勻,而至少在工作區內流線單向平行,沒有渦流。這也就是單向流潔淨室的三大特點。這裏的流線單向平行,是指時均流線彼(bǐ)此平行,方向單(dān)一。
單向流潔淨室的流態從雷諾數判斷是紊流的,所以所謂層流(liú)潔淨室的層流和流體力學上的層流是完全不同的概念。因此,層流潔(jié)淨室這個名詞是不貼切的,國外(wài)某些標準和(hé)文章也指出這一點,例如英國標準BS-5295就曾把所謂層流潔淨室定義為(wéi)單向流潔(jié)淨(jìng)室,隻是(shì)照(zhào)顧習慣在括號中注明為層流。前聯邦德國標準VDl- 2083則用“非紊(wěn)流的置換流”這一術語,並在注中指出,層流(liú)這一概念隻是為了區別早於層流潔淨室出現的紊(亂)流潔淨室(shì)而在當時采(cǎi)用的習慣用語,“層流係(xì)統”的確切意思並不是(shì)分層流動,而是紊(wěn)流的置換流,用本章提到的概念是紊流的漸變流。在流體力學中,這(zhè)種流動狀態也可稱(chēng)平行流或單(dān)向流。1977年中國(guó)在《空氣潔淨(jìng)技術措施》中選用了“平行(háng)流”這個術語,在該術語後麵同時也指出習慣上稱“層流(liú)”。
在單向流潔(jié)淨室內,幹淨氣流不是一股或幾股,而是充滿全室斷麵,所以這種潔淨室不是靠潔淨氣(qì)流對室內髒空氣的摻混稀釋作用,而是(shì)靠潔淨氣流推出作用將室(shì)內髒空(kōng)氣沿整個(gè)斷麵排至(zhì)室外,達到淨化室內空氣的目的。所以,前聯邦德(dé)國有人(rén)稱單向流潔(jié)淨室的(de)氣流(liú)為“活塞(sāi)流”、“平推流”前蘇聯稱之為“被擠壓的弱空氣射流(liú)”。幹淨(jìng)空氣就好比一個空氣活塞,沿(yán)著房間(jiān)這個(gè)“氣(qì)缸”,向前(下)推進,而使塵粒隻能前(下(xià))進,沒有返回,把原有的含塵濃度高的空氣擠壓出房間。
在單向流潔淨室以及單(dān)向流淨(jìng)化設備中(zhōng),可以發現沿(yán)壁(bì)的和兩個過濾器搭接處下方的反向氣流(liú)。這種氣流將把下方的(de)汙染傳輸到上部再送下(xià)來,破壞了上述“活塞流(liú)”的狀態,危害極(jí)大。對於和外界(jiè)有開口相通的局(jú)部淨化設備,例如潔(jié)淨工作(zuò)台(tái),這種氣流將(jiāng)引射外界汙染氣流,在設計上一定要減小過濾器邊框處所(suǒ)占的(de)無效麵積,更要設法使空間(jiān)的壁麵盡量接近過濾器有效迭風截麵。
通過上麵分析,可以認為保證單向流潔(jié)淨室特性(高潔淨度和快(kuài)速自淨恢複(fù)能力)的重要先決條件有兩(liǎng)個:①來流的(de)潔(jié)淨度;②來流的活塞流情況;
對於來(lái)流的潔淨度,對通過高效以上過濾器送風的單向(xiàng)流潔淨室來說是不成問題的,而對於來流的“活塞流”情況,則需作進~步分析。
根據流體力學原理,來流條件對以後的流動狀況將有直接的重要影響,送風麵出口氣流也就是工作區的來流。
來流的紊動性大,則將(jiāng)影響後麵的單向流特性;來流未(wèi)充滿流動截(jié)麵,則將影響後(hòu)麵是否能(néng)形(xíng)成“活塞(sāi)流”和形成的快慢;而來(lái)流未充滿流(liú)動(dòng)截麵也是來流素動的一個因素。所以,在采用高效過濾(lǜ)器的條件下(xià),保證單向流潔淨室特性的必要條件是“活塞流”,而“活塞流”的必要(yào)條件則是來流充滿(mǎn)流動截麵。但(dàn)是,對一間房間而不是一段管(guǎn)道來(lái)說,讓氣(qì)流從頭至尾完全充滿流動截麵也是不現實的。
最初,確實認為(wéi)這種單向平行的氣流應(yīng)該充滿整個(gè)潔(jié)淨室,但這在技術上和經濟上都是不利的。隨著認識的發展,人們又指出這種單(dān)向流(liú)隻是(shì)“在有限的領域內全部空氣沿平行流線(xiàn)以等速流動的(de)意思”,並認為能極力抑製渦流的發生。通過全空間的清潔(jié)空氣的(de)單向流特性占支配地(dì)位(wèi)的那(nà)樣的房間,也稱為單向流潔淨室。這就是說,不要求在整個房間都具(jù)有單向平行的(de)流線(xiàn),均(jun1)勻的速度,沒(méi)有渦流,而是隻要求單向平行流特性在這個房間中占支配地位(wèi),例如在整個工作(zuò)區這一層空間保證(zhèng)了單向流,這個房間就是單向(xiàng)流潔淨室。前麵介紹過(guò)的國內外有關標準、措施中關於單向流潔淨室達到(dào)的高潔淨度,就(jiù)是指在工作區內達(dá)到的潔淨度。因此,密集布置的(de)流線型散流器頂送和全孔板頂送,也被作為實現垂(chuí)直單向流的手段使(shǐ)用。
亂流原理
潔淨室按其氣流狀態來區分,主要分為亂流(liú)(非單向(xiàng)流)潔淨室、單向流(liú)潔淨(jìng)室和輻流潔淨室(也有稱矢流潔淨室的),這一(yī)節主要討論亂流潔淨室。前麵已經指出,不論是哪一(yī)種潔淨室(shì),都是紊流流態。那為(wéi)什麽不都叫紊流潔淨(jìng)室呢(ne)?
亂流(liú)潔淨(jìng)室(shì)的(de)名稱是借用於日文(wén),但是(shì)日文(wén)的亂(luàn)流就是(shì)紊流的意思,而中國最早在《空氣潔淨技術(shù)措施》中正式采用的(de)亂流一詞是兼有紊流的含義而不同於流體力學上(shàng)的紊流(liú)這一專有名詞。國際上習慣稱這種潔淨室為非單向流(liú)潔淨(jìng)室。
所謂亂流潔淨室,一般包括以(yǐ)下各種送風形式:
⑴高效(xiào)過濾器頂送(有擴散板和無擴散板
⑵流線型散流器頂進
⑶局部孔板頂送
⑷側送
具有這些送風形式的潔淨室,如以雷諾數判斷,顯然屬於(yú)紊(wěn)流流態,但是如果把它們稱(chēng)為紊流潔淨室就不合適。氣流沿整個頂棚下送,室內速度達到0.25m/s 以上,這種室內的流動狀態也是紊流,但在後麵就會搞(gǎo)清楚,雖然這兩種送風方式都造成室內紊流(liú)流態,但是就其淨化室內空氣的原理來說,卻是根本不同的,後者(zhě)屬於單向流或平行流潔淨室的淨化原理。所以如果把前者稱為紊流潔淨室,則後者(zhě)也應被包含進去了。
亂流潔淨室的主要特點是從來流到出流(從送風口到回風口)之間氣流的流通截麵是變化的,潔淨室截麵比(bǐ)送風口截麵大得多,因而不能在全室截麵或(huò)者在全室(shì)工作區截麵形成勻速氣流。所(suǒ)以,送風(fēng)口以後的流線(xiàn)彼此有很大或者越來越大的夾角,曲(qǔ)率半徑很小,氣流在(zài)室內不可(kě)能以單一方向流動,將會彼此撞擊(jī),將有回流、旋渦產生。這就(jiù)決定(dìng)亂流潔淨(jìng)室的流態實質是(shì):突變流;非均勻流。
這比用紊(wěn)流來描述亂流潔淨室更確切、更全(quán)麵。紊流主要決定於雷諾數,也就是主要受流速的影響,但是如果采用一個高效過濾器頂送的送風形式,則即使流速極低,也要產生上述各種結果,這就因為它是一個突變流和非均勻流。因此這種情況下(xià)不僅有流層之間因紊流流動而發生的摻混,而且還有全室範圍內的大的回流、旋渦所發生的摻混。
所以,概括地說(shuō),亂流潔淨室(shì)的作用原(yuán)理(lǐ)是:當一股幹淨氣流從送風口送(sòng)入室內時,迅(xùn)速向四周擴散、混合,同時把差不多同樣數量的氣流從回風(fēng)口排走(zǒu),這股幹淨氣流稀釋著室(shì)內(nèi)汙染的空氣,把原(yuán)來含塵濃度很高的室內空氣(qì)衝淡了,一直達到平衡。所以氣流擴散得越快,越(yuè)均勻,稀釋的效果(guǒ)就越好(hǎo)。所(suǒ)以亂流(liú)潔淨室的原理就是稀釋作用。
2所需材料
潔淨室在進行淨化工程施(shī)工的(de)時候,需要用到以下設備:
A. 裝飾結構類:
1:潔淨室所需要的淨(jìng)化設(shè)備主要有:風淋室貨淋室 層(céng)流罩(FFU)傳遞(dì)窗(chuāng)高(gāo)效送風口(分為普通高效送(sòng)風口,一體化高效送風口,可更換濾網的高效送風口) 泄壓閥 風量調節(jiē)閥等,潔淨(jìng)室(shì)做(zuò)好後有的局部淨化級別要求特別高,因此我們推薦客戶使用潔淨工作台,潔淨棚等淨化設備。
2:圍體結構彩鋼板(各種鋁型材 槽鋁 T型大梁鋁(lǚ) 角鋁 外形柱鋁 外圓片 三維(wéi)接頭 門堵頭 內圓弧(hú)線 門(mén)料 窗料等) 輔助材料角鐵 圓鋼 膠塞 白功釘 拉爆鉤等)
B.空調通風部分:
1.空調通風部分主要材(cái)料有空調主機(jī),送回風管(guǎn),鍍鋅水管(或者PVC水管) 水塔 閘閥水泵 Y型過濾器 橡膠軟管 止回閥 水流開關 溫(wēn)度計 壓力表 水過濾器 各種管碼
2:通風部分的主要材料有中效增壓箱 風閥 風量調節閥 初效防雨百葉(yè) 風回百葉 初效過濾器 中效過濾器 高效過濾(lǜ)器 層流罩(FFU) 保溫棉 保濕軟管 各種輔材
C. 電器部分:
1、空調電路(lù)
2、淨化(huà)設(shè)備電路
3、照明電(diàn)路
D. 地麵部分:
1、環氧樹脂地坪
2、PVC地(dì)板
3、高架地板地麵
3所需設備
風淋室
風淋室係列產品是一種(zhǒng)通用性較強的局部淨化設備,安裝(zhuāng)於潔淨室與非潔淨室之間。當人與貨物要進入潔淨區時需經風淋室吹淋,其吹(chuī)出的潔淨空氣可去除人與貨物(wù)所攜帶的塵埃,能有效的阻斷或(huò)減少塵源進入潔淨區。風淋室(shì)/貨淋室的前後兩道門為電子互鎖,又可起到氣閘的作用(yòng),阻止未淨化的空氣進入潔淨區(qū)域。
貨淋室
貨淋室,固名思義,即為貨物專用的吹淋室,又稱之為(wéi)貨淋通道、貨淋門、廣泛適用於(yú)電子,食品、包(bāo)裝企業的物流通道處,對即將進(jìn)入潔淨車間進行(háng)操作加工的貨物原材料及(jí)工具進行吹淋,達到過濾去(qù)除灰塵粒子(zǐ),進入無塵車間的(de)原材料潔(jié)淨的效(xiào)果(guǒ).因每個(gè)企業物流通道的現場尺寸以及需要吹淋的貨物原材料運輸方式大小的不同,故貨淋室沒有統一的標準,全部為非標產品。貨淋(lín)在功能上既有普通(tōng)型貨淋室,又有紅外線語音提示(shì)型貨淋室,還有(yǒu)自動移門式貨淋室。
傳遞窗
傳遞窗主要適用於潔淨區與(yǔ)非潔淨區之間,或潔(jié)淨室與潔淨室之間的小貨(huò)物傳遞,可有效的減少潔淨室門的開啟次數,把潔淨區的汙染減少的最低程度(dù)。根據使用要求(qiú),傳遞窗箱體表(biǎo)麵(miàn)可噴塑,內膽可(kě)用不鏽鋼,外表美觀。傳遞窗的兩扇門采用電控連鎖或機械連鎖裝置,可有效的防止(zhǐ)低潔(jié)淨等級區內(nèi)的灰(huī)塵帶入高(gāo)潔淨區內,是淨化車間必備佳品。
高效送風口(kǒu)
本產品為萬級,十萬(wàn)級亂流潔淨室新建,改(gǎi)建工程淨化空(kōng)調係統終端送(sòng)風(fēng)裝置。可廣(guǎng)泛(fàn)應用與電子工(gōng)業,精密機械(xiè),冶金,化工等工業及醫療,製藥,食(shí)品等部門的淨化空調係統。本裝置主要由靜壓箱,高效過濾器,鋁合(hé)金擴散板(bǎn),標準法蘭接口等(děng)組成,造型美觀,結構簡單,使用可靠。 本送風口為下裝式,具有在潔(jié)淨室內安裝和更換過濾器方便(biàn)的(de)優點,高效過濾器采(cǎi)用機械壓緊(jǐn)或液槽密(mì)封裝置,確保風口安裝無泄露,密封可靠,淨(jìng)化效果好,對一般淨化工程均可適用。
潔淨工作台(tái)
無塵車(chē)間內的潔淨工作台可根據產品要求或其他用途的要求,在操(cāo)作台上保持高潔淨(jìng)度的局部淨化。潔淨工作台可以在操作台的(de)局(jú)部空間形成無(wú)菌、無塵的局部淨化,其主要組成部(bù)件有預過濾器、高效過濾器(qì)、風機(jī)機組、外殼、靜(jìng)壓箱、台麵和配套的電(diàn)器元器(qì)件等。
無塵車間的潔淨工作台的(de)構造要求:台麵,采用木質(zhì)塑料貼麵貼於層壓板上做成台麵(miàn),或采用不鏽鋼做(zuò)台(tái)麵;箱體,用熱紮薄(báo)鋼板與骨架氣焊易(yì)變形,可采用冷軋(zhá)薄板折邊搭接,大電流電焊,內表麵(miàn)需粘貼消(xiāo)聲材料,最大尺寸應以通過一般房門(mén)為宜;箱體密封,所有縫隙均采用密封膠密封;操作區截(jié)麵應盡可能與(yǔ)空(kōng)氣過濾器送風截麵相同(tóng),盡量減少(shǎo)盲區;風機、電機,選用(yòng)高壓低噪的小(xiǎo)型(xíng)風機,風機與箱體的連接采用(yòng)軟連接,電機及風機均應采取減振措施;燈罩,日光燈要盡量設置在燈罩(zhào)內,燈罩內要通過潔淨氣(qì)流;預過濾器,須(xū)設置預過(guò)濾器,容量要大,在使(shǐ)用風量下,初阻力宜小於50Pa;高效過濾器,盡量采用大麵積的過濾器,減(jiǎn)少空氣(qì)過濾器的數量,過濾器與框架之(zhī)間的密封應采用封導結合的雙環密封係統。
FFU風機過濾單元
風機過濾單元(yuán)(FFU)是(shì)一種空氣自淨裝置,可室內吊頂安裝(zhuāng)或放置在支架上,使(shǐ)局部級別達到百級。也(yě)可(kě)用於(yú)潔淨室末端送風。該產品設有初、高效兩級過濾裝置。風機從頂部將空氣吸(xī)入並經初(chū)、高效過濾器過濾,過濾(lǜ)後的潔(jié)淨空氣在整個出風口送出。安裝方式有懸掛式和落地支(zhī)架兩種。
風機從FFU頂部將空(kōng)氣吸入並經初、高效過濾器過(guò)濾,過濾後的潔淨空氣在整(zhěng)個出風麵以0.45M/S±20%的風速勻速送出。它為不同尺寸大小,不同(tóng)潔淨度等級的潔淨室、微(wēi)環境提供高質量的潔淨空氣。在新建潔淨室、潔(jié)淨廠房式改造翻新中,即可提高潔淨度級別,降低噪音和振動,也可大大降低造價,安裝維護方便(biàn),是潔淨環境的理想部件。
層流罩
層流罩一種可提(tí)供局部高清潔(jié)環境的空氣淨(jìng)化設備。它主要有箱體,風機,初效空氣過(guò)濾器,高效空氣過濾器。阻(zǔ)尼層,燈具(jù)等組成,箱體噴塑或采用不鏽鋼材料。該產品即可以(yǐ)懸掛(guà),又(yòu)可地麵支撐,結構緊(jǐn)湊,使用方便。可以單個使(shǐ)用,也可多個聯接組成帶狀潔淨區域。廣泛用於精密機械,電(diàn)子,製藥,食品,精細化(huà)工等部門。
4控管項目
1、能除去空氣中飄遊之微塵粒子(zǐ)。
2、能防止微塵粒子之產生。
3、溫度和濕度之控製。
4、壓力之調節。
5、 有害氣體之排除。
6、結(jié)構物與隔間之氣密性。
7、靜電之防製。
8、電磁幹擾預防。
9、安全因素之考慮。
10、節能之考量。
5淨化方法
空(kōng)氣淨化方法
1 、整體(tǐ)淨化:可分為層流型和湍流型。層流是(shì)指空氣由一側全麵地以同(tóng)速流向(xiàng)另一側,使室內產生的塵粒或細(xì)菌不會向四周擴(kuò)散而被平推出室外,而達到好的除菌效果。
⑴高效過濾除菌(jun1)技術:空(kōng)氣潔淨主要(yào)靠高效或超高效(xiào)過濾設備,向特定的環境內輸送潔淨空氣並(bìng)能保持空氣的(de)潔淨(jìng)度。過濾潔淨原(yuán)理:①網截阻留;②篩孔阻留;③靜電吸引(yǐn)阻留;④慣性碰撞和布朗運動阻留。因此,過濾潔淨技(jì)術是一種綜合作用(yòng)的結果。
⑵濾材結(jié)構:生物潔淨室所用濾材級別多數為高效或超高效濾材,所用(yòng)濾材有:玻璃棉製濾材(cái)、高級紙漿製濾材、石棉纖維濾材、過氯乙烯(xī)纖維濾材等。高效(xiào)濾材對空氣中 0.5 μ m 的顆(kē)粒的阻留率能達到(dào) 90%~99% ,超高效濾材(cái)可阻留 0.3 μ m 的顆粒 99.9% 以上。
2 、局部淨化
⑴潔淨(jìng)層流(liú)罩:潔淨層流罩是醫院局部空氣淨化裝置。一般可構成垂直層流方式,四周用透(tòu)明圍幕。整個罩內可(kě)保持(chí)高潔淨度(萬級至百級)空氣。這種潔淨層流罩可用於免疫功能低下病人的治療保護,所以也稱無菌病(bìng)床層流罩。
⑵淨化操(cāo)作台:采用水(shuǐ)平或垂直層流方式淨化箱體內的空氣,可使操作台內淨化達到很高級別。
⑶靜電吸附除菌淨化技術:靜電吸附除菌是利用(yòng)工業電除塵的原理,在小(xiǎo)型(xíng)化技術方麵有所創新。①采用細線放電極與蜂巢狀鋁箱收集極(jí)形成級線裝置;②采用鏡象力荷電吸附作用。
目前有一(yī)種三級(jí)淨化裝置,即預過濾 - 高效過(guò)濾 - 活性炭吸附,組合式正離子靜(jìng)電(diàn)吸附除菌,並采用大風量空氣(qì)淨化,以保證室(shì)內空(kōng)氣淨化次數,較好地解決了醫院重點部門如手(shǒu)術(shù)室、 ICU 、母嬰病房、血液透析室等有人情(qíng)況(kuàng)下的空氣持續消毒問題(tí),可使(shǐ)醫院室內空氣的淨化潔(jié)淨度達到 10 萬(wàn)級 ~1 萬級。
⑷負離子淨化技術:負離子是一種帶負電的化學基團,能發生可(kě)逆性變化,存(cún)在時間極(jí)短,本身並無殺滅微生物的能力,主要是靠帶(dài)電離子與空氣中(zhōng)的(de)微粒特別(bié)是微生物顆粒結合,形成多個顆粒凝聚變大從而迅速沉降,使空(kōng)氣達到淨化的(de)目的。空氣中負離子隻有(yǒu)在具備某些化(huà)學性質(zhì)時,如活性(xìng)氧離(lí)子等,它們(men)才具有侵害蛋白質的能力從而(ér)殺滅微生物,因此負離子對空氣(qì)淨化的能力比較有限,對(duì)空氣中微(wēi)生(shēng)物粒子清除率隻能達到 70%~90%。
6工作方式(shì)
亂流式
空氣由空調箱經風管與潔淨(jìng)室內之空氣過(guò)濾器(qì)(HEPA)進入潔淨室,並由潔淨室兩側隔間牆板或高架地板(bǎn)回(huí)風。氣流非直線型運動而呈不規則之亂流或渦流狀態。此型(xíng)式適用於潔淨室等(děng)級1,000-100,000級。
定義:氣流(liú)以不均勻速度不平行流動、伴有回流或渦流的潔淨室。
特性:亂(luàn)流潔淨室是靠多次(cì)換氣來實現(xiàn)潔淨與潔淨(jìng)級別。換氣次數(shù)決定定義中的淨化級別(換氣(qì)次數越多,淨化級別越高)
⑴自淨時間(jiān):是指潔淨(jìng)室按設計換氣次數開始送風到潔淨室(shì),室內含塵(chén)濃度達到所(suǒ)設計的淨化級別的時間。1,000級(jí)希望不超過20min(分鍾) (可取15min計(jì)算) 10,000級希望不超過30min(分鍾) (可取25min計算) 100,000級希望不超過40min(分鍾) (可取30min計算)
⑵換氣次數(按上述自淨(jìng)時間要求設計(jì))1,000級 43.5—55.3次/小時 (規範:50次/小時) 10,000級 23.8—28.6次/小時 (規範(fàn):25次/小時) 100,000級 14.4—19.2次(cì)/小時 (規範:15次/小時)
優點:構造簡單、係統(tǒng)建造成本,潔淨室之擴充比較容易(yì),在某些特殊用途場所,可並用無塵工作台,提高潔淨室等級。
缺點:亂流造成的微塵(chén)粒子於室內空間飄浮不易(yì)排出,易汙染(rǎn)製程產(chǎn)品。另外若係統(tǒng)停止運轉再(zài)激活,欲達需(xū)求之潔淨(jìng)度,往往須耗時相(xiàng)當(dāng)長一(yī)段時間。
層流式
層流式空氣氣流運動成一均勻之直線形,空氣由覆蓋率100%之過濾器進入(rù)室內,並(bìng)由高架地板或兩側隔牆板回風,此型式適用於(yú)潔淨室等級需定較高之環境使(shǐ)用,一般其潔淨(jìng)室等級為Class 1~100。其型式可分為二種:
⑴水平層(céng)流(liú)式:水平式空氣自過(guò)濾器單方向吹出(chū),由對邊牆壁之(zhī)回風(fēng)係(xì)統回(huí)風,塵埃(āi)隨風(fēng)向排出室外,一(yī)般在下(xià)流側汙染較(jiào)嚴重。
優點:構造簡單(dān),運(yùn)轉後短時間內即可變成(chéng)穩定。
缺點(diǎn):建造費用比亂流式(shì)高,室內空間不易擴(kuò)充(chōng)。
⑵垂直層流式:房間天花板完全以ULPA過濾器覆蓋(gài),空(kōng)氣由上往下吹,可得較高之潔淨度,在製(zhì)程中或工作人員所產生的塵埃可快速排(pái)出室外而不會(huì)影響其它工作區域。
優點:管理容易,運轉開始短時間內即可達穩定狀態,不易為作業狀態或作業人員所影響(xiǎng)。
缺點:構造費用較高,彈性運用空間困(kùn)難,天(tiān)花板之(zhī)吊架相當占空(kōng)間,維修更換過濾器較麻(má)煩。
複(fù)合式
複合(hé)式為將亂流式及層流式予以複(fù)合或並用,可提(tí)供局部超潔淨之空氣。
⑴潔(jié)淨(jìng)隧道(Clean Tunnel):以HEPA或ULPA過濾(lǜ)器(qì)將製程區域或工作區域100%覆蓋使潔淨度等級提高至10級以上,可節省安裝運轉(zhuǎn)費用。
此型式需將作業(yè)人員之(zhī)工作區與產品和機器維修予以隔離,以避免機器維修時影響(xiǎng)了工作及品質,ULSI製程大都采用此種型式。
潔淨隧道另有二項優點(diǎn):A.彈性擴充(chōng)容易; B.維修設備時可在維(wéi)修(xiū)區輕易執行。
⑵潔淨(jìng)管(guǎn)道(Clean Tube):將產品流程經過的自動生產線包圍並淨化處理,將潔淨度(dù)等級提至100級以上。因產品和作業員(yuán)及發塵環境相互隔離,少量之送(sòng)風即可得到良好之潔淨度(dù),可節省能源,不需人工的自動化生產線為最適宜使(shǐ)用。藥品(pǐn)、食品(pǐn)業界及(jí)半導體業(yè)界均適用。
⑶並裝局部潔淨室(Clean Spot):將潔淨室等級(jí)10,000~100,000之亂流潔淨室(shì)內之產品製程(chéng)區(qū)的(de)潔淨度等級提高(gāo)為10~1000級以上,以為生產之用;潔淨工作台、潔淨工作棚、潔淨風櫃即屬此類(lèi)。
潔淨工作台:等級Class 1~100級。
潔淨工作棚:為在亂流式之潔(jié)淨室空間內以防靜電之透明塑料布圍(wéi)成一小空間,采用(yòng)獨立之HEPA或ULPA及空調送風機組而成為一較高級之潔淨空間,其等級為10~1000級,高(gāo)度在2.5米左右(yòu),覆蓋(gài)麵積約10m2以下,四支(zhī)支柱並加裝活(huó)動輪,可為彈性運用。
7風速控製
潔淨室內(nèi)的(de)氣流是左右潔淨室性能的重要因素,一般潔淨室的氣(qì)流速度是選0.25~0.5m/s之間,此氣流速度屬微風區域,易受人、機器(qì)等的動作而幹擾趨於混亂、雖提高風速可抑製(zhì)此一擾亂之影響而保持潔淨度、但因風速的提(tí)高,將影響運轉成本的增加,所以應在(zài)滿足要求的潔淨度水(shuǐ)準之時,能以最(zuì)適當的風速供(gòng)應,以達到適(shì)當的風速供應以達到經濟性效果。
另一方(fāng)麵(miàn)欲達到潔淨(jìng)室潔淨度之穩定效果,均一氣流之保持亦為一重要因素,均一氣流若無法保持,表示風速有異,特別是在壁麵,氣流會延著壁麵(miàn)發生渦流作用,此時要實(shí)現高潔淨度(dù)事實上很困難。
垂直層流式方向要保持均一氣流必須:(a)吹出麵(miàn)的風速(sù)不可有(yǒu)速度上的差異(yì);(b)地板回風(fēng)板吸入麵之風速不可有速度上的差異。速度過低或過高(0.2m/s,0.7m/s)均有渦流(liú)之現象發生,而0.5m/s之速度,氣流則較(jiào)均一,一般潔淨室,其風速(sù)均取在0.25~0.5m/s之(zhī)間。
8影響因素
影響潔淨室的氣流因素很多,如製程(chéng)設備、人員、潔淨室組裝材、照明器具等,同時對於(yú)生(shēng)產設備上方氣流的(de)分流點,亦(yì)應(yīng)列入考慮因素。
一般操作台或生產設備等表(biǎo)麵的氣流分流(liú)點,應設於潔(jié)淨室空間(jiān)與隔牆板間距2/3之處(chù),如(rú)此可使作業人員工作時,氣(qì)流可從製程區內(nèi)部流向(xiàng)作業區,而將微塵帶走;若分流(liú)點配置在製程區前方,將成為不當的氣流分流,此時大部份的氣流將流至製程區之後,作業員操作所引起的塵埃將(jiāng)被帶到設備後麵,工作(zuò)台因而將受到汙染,良率也(yě)勢必降低。
潔淨(jìng)室內(nèi)的(de)工作桌等障礙物,在相接處均會有渦流現象發生,相對地在其附近之潔(jié)淨度將會較差,在工作桌麵鑽上回風孔,將使渦流(liú)現象減少最低;組裝材料之選擇是(shì)否恰當、設備布局是否完善,亦為氣流是否成為渦流現象之重要(yào)因素。
潔(jié)淨(jìng)室的構成是由下列各項係統所組成(chéng)(在所組成的係統分子中是缺一不可的(de)),否則將無法構成一完整且品質良好的潔淨室:
⑴天花板(bǎn)係統:包括吊杆(Ceiling rod)、綱梁(I-Beam或U-Beam)、天花板格(gé)子梁(Ceiling grid或 Ceilingframe)。
⑵空調係統:包括空氣艙(cāng)、過濾器係統、風車(chē)等。
⑶隔牆板(Partitional wall):包括窗(chuāng)戶、門(mén)。
⑷地(dì)板:包括高架地板或防靜電(diàn)舒美地板。
⑸照明器具:包括(kuò)日光燈、黃色燈管等。
潔淨室之建築主體構造,一(yī)般是用鋼筋或骨水泥,但無論是(shì)何(hé)種構造(zào),必須滿足如下之條(tiáo)件:
●不(bú)會因溫度變化與振動而發生裂痕;
●不易產生微塵粒子,且(qiě)很難附著粒子(zǐ);
●吸濕性小;
●為了維持室內之濕度條件,熱絕緣性要高。
9重要性
潔淨(jìng)室的潔淨度往往受到氣流的(de)影響,換言之,即人、機器隔間、建築(zhù)結構等所產生的(de)塵埃之移(yí)動、擴(kuò)散受(shòu)到氣流的(de)支配。
潔淨室係(xì)利用HEPA、ULPA過濾空氣,其塵埃的收集率達99.97~99.99995%之多,因此(cǐ)經過此過濾器過濾的空氣可說十分幹淨。然而潔淨室內除了人以外(wài),尚有(yǒu)機器等之發塵源,這些發(fā)生的(de)塵埃一旦擴散,即無法保持潔淨空間,因此必須利用氣流將發生的塵埃迅速排出室外。
10應用領域(yù)
工業
以無生命微粒的控製為對象。主要控製空氣塵埃微粒對工作對象的汙染,內部一般(bān)保持正壓狀態。它適用於精密機械工業、電子工業(yè)(半導體、集成電路等)宇航工業、高純度化學工業(yè)、原子能工業、光磁產品工業(光盤(pán)、膠片、磁帶生產)LCD(液(yè)晶(jīng)玻璃)、電腦硬盤、電腦磁頭生產等多行業。
生物
主要控製有生命微粒(細菌)與無生命微粒(lì)(塵埃)對工作對象的汙染。又可分為:
A、 一般生物潔淨室:主要控製微生物(細菌)對象的汙染(rǎn)。同時其內部材料要能經受(shòu)各種滅菌劑侵蝕,內部一般保證正壓。實質上(shàng)其內部材料要能(néng)經受各種滅菌處理的工業潔淨室。例:製藥工業、醫院(手術室、無菌病房)食品、化妝品、飲料產(chǎn)品生產、動物實驗室、理化檢驗室、血站等(děng)。
B、 生物學安全潔淨室:主要控製工作對象的有生命微粒對(duì)外界和人的汙染。內(nèi)部(bù)要保持與大(dà)氣的(de)負壓。例:細菌學、生物(wù)學、潔淨實驗室、物物工程(重組基(jī)因、疫苗製備)。
相關知識
11工作(zuò)量
發塵量
潔淨室內的發塵量,來自設(shè)備的可考慮通過局部排風(fēng)排(pái)除,不流入室內;產品(pǐn),材料等在運送過程中的發塵與人體發塵量(liàng)相比,一般(bān)極小(xiǎo),可忽(hū)略;由於金屬(shǔ)半壁(彩鋼夾心板)的應用來自建築表麵的發塵也很少,一般占10%以下,發塵主要來自人(rén),占(zhàn)90%左右。在人的發塵量(liàng)上,由於服裝材料和樣式的改進,發塵絕對量也不(bú)斷減少。
A、材質:棉(mián)質發塵量(liàng)最大,以下(xià)依次為棉、的確良、去靜電純滌綸、尼(ní)龍。
B、樣式:大掛式發塵量最大,上下分裝型次之(zhī),全(quán)罩(zhào)型最少。
C、活動:動作時(shí)的發塵量一般達到靜(jìng)止時間(jiān)3-7倍。
D、清洗:用溶(róng)劑(jì)洗滌的發塵量降至(zhì)用一般水清洗的五分之一。
室內維護結構表(biǎo)麵發塵量,以地麵為準,大約相應8平方米(mǐ)地麵時的表麵發塵量與一個(gè)靜止的人的發塵量相當。
發菌量
工作(zuò)人員(yuán)產生的汙(wū)染:
1)皮膚:人類通常每四天完成一次(cì)皮膚的完全脫(tuō)換,人類每分鍾脫落(luò)約1000片皮膚(平均(jun1)大小為30*60*3微米)
2)頭發(fā):人類的頭發(直徑約為50~100微米)一直在脫落。
3)口水:包括鈉、酶、鹽、鉀、氯化物及食品微粒。
4)日常衣物:微粒、纖維、矽土、纖維素、各種化學(xué)品和細菌。
5)人類(lèi)靜止(zhǐ)和坐立每分鍾將產生10000個大於0.3微米的微粒。
6)人類在頭部和軀幹做動(dòng)作時每(měi)分鍾將產生1000000個大於(yú)0.3微米的微粒。
7)人類以0.9m/s的速度行走時每分鍾將產(chǎn)生5000000個大於0.3微米的微粒。
分析國外試驗資料可以認為:
⑴ 潔淨室內(nèi)當工作人員穿無菌服(fú)時:
靜止(zhǐ)時的發菌量一般為10-300個/min.人
軀體一般活動時的發菌量為 150-1000個/min.人
快步行走時的發菌量為 900-2500個/min.人
⑵ 咳嗽一次一般為 70~700個/ min.人
噴嚏一次一般為 4000~62000個/ min.人
⑶ 穿平常衣服時發菌量 3300~62000個/ min.人
⑷ 無口(kǒu)罩發菌量:有口罩發菌量 1:7~1:14
⑸ 發菌量:發塵量 1:500~1:1000 據(jù)國內事例:
⑹ 手術中人員發菌量 878個(gè)/ min.人
所以,可知潔淨室內無菌衣人員的靜態發(fā)菌量一般不超過300個/ min.人,動態發菌量一般不超過1000個/ min/人,以此作(zuò)為計算依據是可行的。
12執行標準
國內標準
⑴.潔淨廠房設計規範 GB50073-2001
⑵.醫(yī)院潔(jié)淨手術部建築技術規範GB50333-2002
⑶.醫(yī)藥工業潔淨廠房設計規範GB 50457-2008
⑷.傳染病醫院建築設(shè)計規範
⑸.醫藥工業潔淨室(區)懸浮粒子(zǐ)的測(cè)試方法GB/T16292-1996
⑹.QS認證質量手冊
⑺.GMP藥品生產質量管理規範
⑻. 潔淨室施工及驗(yàn)收規範(fàn)GB 5091-2010
際標準(zhǔn)
ISO係(xì)列
⑴ISO14644-1空(kōng)氣潔淨度等級劃分
⑵ISO14644-2 為認證ISO14644-1的 連續的相符性(xìng)的(de)測試和監測技術要求
⑶ISO14644-3 測(cè)試方法
⑷ISO14644-4 設計建造啟動
⑸ISO14644-5 運行(Operations)
⑹ISO14644-6 術(shù)語(yǔ)和定義
⑺ISO14644-7 分離裝置(潔淨空氣罩、手(shǒu)套箱、分離器和(hé)微循環設備
⑻ISO14644-8 分子汙染
⑼ISO14644-9 潔淨化學品(pǐn)(液體)
IEST係列
潔淨空氣:
RP-CC001高效與超高效過濾器
RP-CC002單向流裝置
RP-CC006潔淨室測試RP-CC007超高(gāo)效過濾器測試(shì)
RP-CC008氣體吸收裝置
RP-CC021高效與超高效過濾器過濾器介質測試
RP-CC034高效與超高效過濾器過濾器檢漏
潔淨室(shì)與潔淨環(huán)境(jìng):
RP-CC006潔淨室(shì)測試
RP-CC012潔淨室設計(jì)要點
RP-CC016潔(jié)淨室(shì)非揮(huī)發性殘留物質的沉積率
RP-CC018潔淨室管理運(yùn)行與檢測程序
RP-CC022潔淨室與受控環境中的靜電
RP-CC023潔淨室中的微生物
RP-CC024微電子設備震(zhèn)動(dòng)測量與說明
RP-CC026潔淨室運行
RP-CC027潔淨(jìng)室(shì)與受控環境中人員與行為
特殊應用:
RP-CC029使(shǐ)用噴漆器要考慮的汙染(rǎn)控製因素
運行保障:
RP-CC003淨室與受控環境的服裝係統要點
RP-CC004淨(jìng)室與受控環境用抹布材料評估
RP-CC005淨室(shì)與受控環境用手套和指套
RP-CC020潔淨室文件材料與格式
設備:
RP-CC002單向流裝置
RP-CC013設備校準與檢(jiǎn)驗程序
RP-CC015潔淨室生(shēng)產設備與輔助設備
術語(yǔ):
RP-CC011汙染控製領(lǐng)域術語和定義
文獻(xiàn):
RP-CC009汙染控製領域(yù)的標準、準(zhǔn)則、方法與相關文件概覽
詳細參數
潔淨標(biāo)準與潔淨等級 (ISO 國際標(biāo)準(zhǔn))
各粒徑檔最大(dà)容許粒子濃(nóng)度 (顆/m3)
ISO等級 0.1um 0.2um 0.3um
1 10 2
2 100 24 10 4
3 1,
4 10,000 2,370 1,020 32 83
5 100,000 23,700 10,
6 1,000,000 237,000 102
空(kōng)氣潔淨度應按下表規定劃分為四個等級。
空(kōng)氣潔淨度等級表(biǎo)
等級
每立方米(每升)空氣中
≥0.5微米塵粒數(shù)
每立方米(每升)空氣中
≥5微(wēi)米塵粒數
100級
≤35×100(3.5)
1000級
≤35×1000(35)
≤2500(0.25)
10000級
≤35×10000(350)
≤25000(2.5)
100000級
≤35×100000(3500)
≤25000(25)
注:對於空氣潔(jié)淨度為100級的潔淨室內大於等於5微米塵粒的計算應進行多次采樣(yàng)。當其多次出現(xiàn)時,方可認為該測試數值是可*的。
13應(yīng)用範圍
淨化工程是一個應(yīng)用行業非常廣泛的基礎性配套產(chǎn)業,在電子信息、半導體、光電子、精密製造、醫藥衛生、生物工程、航天航空、汽車噴塗等眾多行業均有應用,並根據(jù)行業的精密(mì)與無塵要求,等(děng)級差別也較大。
目前級別最高的(de)當屬航天航空的(de)航(háng)空倉,基本是屬於1級,屬於特殊領(lǐng)域,麵積(jī)相對較小。
另外對級別要求較高的是生物化學實驗室和高精納(nà)米材料(liào)生產車間,互聯網芯片(piàn)的發展將是未來需求的一大方向。
14八大(dà)特點
第一點,采用(yòng)更適合潔淨室原理的圓弧轉角;
第二(èr)點,係統自動控製運(yùn)行,雙門電子互鎖,並設有光電感應器,單向通道風(fēng)淋室,從非潔淨區進入,關門後紅外線感應有人就吹淋,吹淋後入門鎖閉,隻能從出門走出風淋室;
第三點,整體冷軋鋼(gāng)板(bǎn)製作,外表麵靜電噴塑處理;
第四點,門、底(dǐ)板、噴嘴均采用不鏽鋼製造,美觀大方;
第五點,軟(ruǎn)鍵觸按(àn)式時(shí)間繼電器,LED顯示及設(shè)置吹淋時間,範圍在10-99s可調(diào),吹淋時雙門自動鎖閉;
第六點,采用(yòng)初、高效兩級過濾係統,有隔板高效過(guò)濾器(qì),過濾效率為:99.99%,確保(bǎo)淨(jìng)化級別;
第七點,風嘴出風口風速高達25m/s以上,吹到(dào)人(rén)體上風速18m/s以上(shàng);
第八點,采用EVA密封材料,密閉性能高。
15人員規範
為了避免和減少潔淨室從業人員對潔淨室(shì)造成的汙染。任何潔淨室工作以外的人員,在與潔淨室工作人(rén)員捷星接觸談話時,要將自己背對過去,因為口鼻會向注視的方興散發汙染。
做(zuò)到口鼻不對(duì)潔淨室(shì)的工作區。
如果(guǒ)出現咳嗽或者(zhě)打(dǎ)噴嚏的情況,要做(zuò)到背對潔(jié)淨室的工作區用手套掩住,然後及時更換手套。情況嚴重的者應(yīng)立即離開潔淨室區域,並向領導報告。
潔淨室內不得放置(zhì)於潔淨室工作(zuò)無關的(de)物品。潔淨室工作物品要排(pái)放有序。
當(dāng)設(shè)備不能正(zhèng)常(cháng)運轉的時候,不要私自維修,要向領導報告,等專業人員對潔淨室進行維修。
另外,由於潔淨室對潔淨度(dù)有(yǒu)著過高的要求。因此,對潔淨室的工作人員的身體(tǐ)方麵的狀況要求是很嚴格的。
患有(yǒu)呼吸道疾(jí)病的人,由於會對潔淨(jìng)室的空氣造成汙染,故不能進(jìn)入潔淨室工作
患有結膜炎或者其他(tā)產生分泌物的病症,或(huò)者患有(yǒu)皮膚類疾病的人員都是不適合在(zài)潔淨室工作的。
另外需要注(zhù)意的,潔淨室的工作人員要對自己的(de)口腔衛生,保持注意。潔淨室(shì)工作(zuò)人員要定期的進行身體健康狀況的檢查
16運行節能
●潔淨室送風、排風、新風(fēng)之(zhī)間應(yīng)切換自(zì)如,如生產停止、排風櫃也應停止或減小(xiǎo)風量,新風也應調小。
●工藝並非絕對要(yào)求值班風機運行保(bǎo)護的,應采用提前開機(jī)自淨的辦法。
●潔淨室通風機轉速使其壓頭可以控(kòng)製,不要(yào)總處於最大壓頭或最(zuì)大風量運行的工況。
●運行應最大限度地(dì)利用室外空氣冷卻作用,並在此時增大新(xīn)風(fēng)比。
●潔淨室應根據室(shì)外氣象條件變化,通過自控(kòng)或手控即能調整設備出(chū)力。
●縮小潔淨空間體積,如潔淨隧道或隧道式潔(jié)淨室,根據生產要求把潔淨空間劃分為(wéi)潔淨度級別不同(tóng)的工(gōng)藝區(qū)、操作區、維修區和通道區。
潔淨室(Clean Room),亦稱無塵車間、無塵室或清淨室。潔淨室的主要功能為室內汙染控製,沒有(yǒu)潔淨室,汙染敏(mǐn)感零件不可能批量(liàng)生產。在FED-STD-2裏麵,潔淨(jìng)室被定義為具備(bèi)空氣過濾、分配、優化、構造材料和裝置的房間,其中特定的規則的操作程序(xù)以控製空氣懸浮微粒濃度,從而達(dá)到適當的微粒潔淨度(dù)級別。潔淨程度和控製汙染的持續穩定性,是檢驗潔(jié)淨室質量的核心(xīn)標(biāo)準,該標準根據區域環境、淨化程度等(děng)因素,分為若幹(gàn)等(děng)級,常用的有國際標準和國內區域行業標準,一些知名(míng)淨化工(gōng)程公司,在通行標準之外,還設有自身執行的高於國際化(huà)通行標準的淨化指標,淨化能力和環境適應力遠超國際品牌。
1簡介
潔淨室是指將一(yī)定(dìng)空間範圍內之空(kōng)氣中的微粒子、有害空氣(qì)、細菌等之汙染物排除,並(bìng)將室內(nèi)之溫度、潔淨度、室內壓力、氣流速度與(yǔ)氣流分布、噪音振動及照明、靜電控製在某一需求(qiú)範圍內(nèi),而所給予特別設計之房間。亦即是不論外在之空氣條件如何變化,其室(shì)內均能俱有維持原(yuán)先所設定要求(qiú)之潔淨度、溫濕度及壓力等性能之特性。
潔淨室最主要之作用在於控製產品(如矽(guī)芯片等(děng))所接觸之大氣的潔淨度(dù)日及溫濕度,使產品能在一個良好之環境空間中生產、製造,此空間我們稱之為(wéi)潔淨室。按照(zhào)國際慣例,無塵淨(jìng)化級別主要是根據(jù)每立方米空(kōng)氣中粒子直徑大於劃分標準的粒子數量來(lái)規定。也就是說所謂無塵並非100%沒有一點灰塵,而是控製在一(yī)個非常微量的單位上。當(dāng)然這個標準中符合灰塵標準的顆粒相對於我們常見的灰塵已經(jīng)是小的微乎其微,但是對於光學構(gòu)造而言,哪怕是一點點的灰塵都會產生非常大的負麵影響,所以在光學構造產品(pǐn)的生產上,無塵是必然的(de)要求。
每立方米將小於0.3微米粒徑的(de)微塵數量控製(zhì)在3500個以下,就達到了國際無塵標準的(de)A級。芯片級生產加工的(de)無塵標準對於灰塵的要求高於A級,這樣的高標主要被應(yīng)用在(zài)一些等級較高芯片生產上。0.5uM及以下的微塵數量被嚴格控製(zhì)在每立方英寸1000個以內,這也(yě)就是業內俗稱的1K級別。
空態:已經建造完成並可以投入使用的潔淨室(設施)。它具備所有有關的服務和功能。但是,在設(shè)施內沒有(yǒu)操作人(rén)員操作的(de)設備。
靜態:各種功能完(wán)備、設定安裝(zhuāng)妥當,可以按照設定使用或正在使用的潔淨室(設施),但是設施內沒(méi)有操作人(rén)員。
動態:處(chù)於(yú)正常使用的潔淨室,服務功能完善,有(yǒu)設備和人員;如果需要,可從事正常的工作。
單向流(層流)潔淨室原理
在潔淨室內,從送風口到回(huí)風(fēng)口,氣流流經途中的斷麵幾(jǐ)乎沒有什麽變(biàn)化,加上進風靜壓(yā)箱和高效過濾(lǜ)器的均壓均流作用(yòng),全室斷麵上的流速(sù)比(bǐ)較均勻,而至少在工作區內流線單向平行,沒有渦流。這也就是單向流潔淨室的三大特點。這裏的流線單向平行,是指時均流線彼(bǐ)此平行,方向單(dān)一。
單向流潔淨室的流態從雷諾數判斷是紊流的,所以所謂層流(liú)潔淨室的層流和流體力學上的層流是完全不同的概念。因此,層流潔(jié)淨室這個名詞是不貼切的,國外(wài)某些標準和(hé)文章也指出這一點,例如英國標準BS-5295就曾把所謂層流潔淨室定義為(wéi)單向流潔(jié)淨(jìng)室,隻是(shì)照(zhào)顧習慣在括號中注明為層流。前聯邦德國標準VDl- 2083則用“非紊(wěn)流的置換流”這一術語,並在注中指出,層流(liú)這一概念隻是為了區別早於層流潔淨室出現的紊(亂)流潔淨室(shì)而在當時采(cǎi)用的習慣用語,“層流係(xì)統”的確切意思並不是(shì)分層流動,而是紊(wěn)流的置換流,用本章提到的概念是紊流的漸變流。在流體力學中,這(zhè)種流動狀態也可稱(chēng)平行流或單(dān)向流。1977年中國(guó)在《空氣潔淨(jìng)技術措施》中選用了“平行(háng)流”這個術語,在該術語後麵同時也指出習慣上稱“層流(liú)”。
在單向流潔(jié)淨室內,幹淨氣流不是一股或幾股,而是充滿全室斷麵,所以這種潔淨室不是靠潔淨氣(qì)流對室內髒空氣的摻混稀釋作用,而是(shì)靠潔淨氣流推出作用將室(shì)內髒空(kōng)氣沿整個(gè)斷麵排至(zhì)室外,達到淨化室內空氣的目的。所以,前聯邦德(dé)國有人(rén)稱單向流潔(jié)淨室的(de)氣流(liú)為“活塞(sāi)流”、“平推流”前蘇聯稱之為“被擠壓的弱空氣射流(liú)”。幹淨(jìng)空氣就好比一個空氣活塞,沿(yán)著房間(jiān)這個(gè)“氣(qì)缸”,向前(下)推進,而使塵粒隻能前(下(xià))進,沒有返回,把原有的含塵濃度高的空氣擠壓出房間。
在單向流潔淨室以及單(dān)向流淨(jìng)化設備中(zhōng),可以發現沿(yán)壁(bì)的和兩個過濾器搭接處下方的反向氣流(liú)。這種氣流將把下方的(de)汙染傳輸到上部再送下(xià)來,破壞了上述“活塞流(liú)”的狀態,危害極(jí)大。對於和外界(jiè)有開口相通的局(jú)部淨化設備,例如潔(jié)淨工作(zuò)台(tái),這種氣流將(jiāng)引射外界汙染氣流,在設計上一定要減小過濾器邊框處所(suǒ)占的(de)無效麵積,更要設法使空間(jiān)的壁麵盡量接近過濾器有效迭風截麵。
通過上麵分析,可以認為保證單向流潔(jié)淨室特性(高潔淨度和快(kuài)速自淨恢複(fù)能力)的重要先決條件有兩(liǎng)個:①來流的(de)潔(jié)淨度;②來流的活塞流情況;
對於來(lái)流的潔淨度,對通過高效以上過濾器送風的單向(xiàng)流潔淨室來說是不成問題的,而對於來流的“活塞流”情況,則需作進~步分析。
根據流體力學原理,來流條件對以後的流動狀況將有直接的重要影響,送風麵出口氣流也就是工作區的來流。
來流的紊動性大,則將(jiāng)影響後麵的單向流特性;來流未(wèi)充滿流動截(jié)麵,則將影響後(hòu)麵是否能(néng)形(xíng)成“活塞(sāi)流”和形成的快慢;而來(lái)流未充滿流(liú)動(dòng)截麵也是來流素動的一個因素。所以,在采用高效過濾(lǜ)器的條件下(xià),保證單向流潔淨室特性的必要條件是“活塞流”,而“活塞流”的必要(yào)條件則是來流充滿(mǎn)流動截麵。但(dàn)是,對一間房間而不是一段管(guǎn)道來(lái)說,讓氣(qì)流從頭至尾完全充滿流動截麵也是不現實的。
最初,確實認為(wéi)這種單向平行的氣流應(yīng)該充滿整個(gè)潔(jié)淨室,但這在技術上和經濟上都是不利的。隨著認識的發展,人們又指出這種單(dān)向流(liú)隻是(shì)“在有限的領域內全部空氣沿平行流線(xiàn)以等速流動的(de)意思”,並認為能極力抑製渦流的發生。通過全空間的清潔(jié)空氣的(de)單向流特性占支配地(dì)位(wèi)的那(nà)樣的房間,也稱為單向流潔淨室。這就是說,不要求在整個房間都具(jù)有單向平行的(de)流線(xiàn),均(jun1)勻的速度,沒(méi)有渦流,而是隻要求單向平行流特性在這個房間中占支配地位(wèi),例如在整個工作(zuò)區這一層空間保證(zhèng)了單向流,這個房間就是單向(xiàng)流潔淨室。前麵介紹過(guò)的國內外有關標準、措施中關於單向流潔淨室達到(dào)的高潔淨度,就(jiù)是指在工作區內達(dá)到的潔淨度。因此,密集布置的(de)流線型散流器頂送和全孔板頂送,也被作為實現垂(chuí)直單向流的手段使(shǐ)用。
亂流原理
潔淨室按其氣流狀態來區分,主要分為亂流(liú)(非單向(xiàng)流)潔淨室、單向流(liú)潔淨(jìng)室和輻流潔淨室(也有稱矢流潔淨室的),這一(yī)節主要討論亂流潔淨室。前麵已經指出,不論是哪一(yī)種潔淨室(shì),都是紊流流態。那為(wéi)什麽不都叫紊流潔淨(jìng)室呢(ne)?
亂流(liú)潔淨(jìng)室(shì)的(de)名稱是借用於日文(wén),但是(shì)日文(wén)的亂(luàn)流就是(shì)紊流的意思,而中國最早在《空氣潔淨技術(shù)措施》中正式采用的(de)亂流一詞是兼有紊流的含義而不同於流體力學上(shàng)的紊流(liú)這一專有名詞。國際上習慣稱這種潔淨室為非單向流(liú)潔淨(jìng)室。
所謂亂流潔淨室,一般包括以(yǐ)下各種送風形式:
⑴高效(xiào)過濾器頂送(有擴散板和無擴散板
⑵流線型散流器頂進
⑶局部孔板頂送
⑷側送
具有這些送風形式的潔淨室,如以雷諾數判斷,顯然屬於(yú)紊(wěn)流流態,但是如果把它們稱(chēng)為紊流潔淨室就不合適。氣流沿整個頂棚下送,室內速度達到0.25m/s 以上,這種室內的流動狀態也是紊流,但在後麵就會搞(gǎo)清楚,雖然這兩種送風方式都造成室內紊流(liú)流態,但是就其淨化室內空氣的原理來說,卻是根本不同的,後者(zhě)屬於單向流或平行流潔淨室的淨化原理。所以如果把前者稱為紊流潔淨室,則後者(zhě)也應被包含進去了。
亂流潔淨室的主要特點是從來流到出流(從送風口到回風口)之間氣流的流通截麵是變化的,潔淨室截麵比(bǐ)送風口截麵大得多,因而不能在全室截麵或(huò)者在全室(shì)工作區截麵形成勻速氣流。所(suǒ)以,送風(fēng)口以後的流線(xiàn)彼此有很大或者越來越大的夾角,曲(qǔ)率半徑很小,氣流在(zài)室內不可(kě)能以單一方向流動,將會彼此撞擊(jī),將有回流、旋渦產生。這就(jiù)決定(dìng)亂流潔淨(jìng)室的流態實質是(shì):突變流;非均勻流。
這比用紊(wěn)流來描述亂流潔淨室更確切、更全(quán)麵。紊流主要決定於雷諾數,也就是主要受流速的影響,但是如果采用一個高效過濾器頂送的送風形式,則即使流速極低,也要產生上述各種結果,這就因為它是一個突變流和非均勻流。因此這種情況下(xià)不僅有流層之間因紊流流動而發生的摻混,而且還有全室範圍內的大的回流、旋渦所發生的摻混。
所以,概括地說(shuō),亂流潔淨室(shì)的作用原(yuán)理(lǐ)是:當一股幹淨氣流從送風口送(sòng)入室內時,迅(xùn)速向四周擴散、混合,同時把差不多同樣數量的氣流從回風(fēng)口排走(zǒu),這股幹淨氣流稀釋著室(shì)內(nèi)汙染的空氣,把原(yuán)來含塵濃度很高的室內空氣(qì)衝淡了,一直達到平衡。所以氣流擴散得越快,越(yuè)均勻,稀釋的效果(guǒ)就越好(hǎo)。所(suǒ)以亂流(liú)潔淨室的原理就是稀釋作用。
2所需材料
潔淨室在進行淨化工程施(shī)工的(de)時候,需要用到以下設備:
A. 裝飾結構類:
1:潔淨室所需要的淨(jìng)化設(shè)備主要有:風淋室貨淋室 層(céng)流罩(FFU)傳遞(dì)窗(chuāng)高(gāo)效送風口(分為普通高效送(sòng)風口,一體化高效送風口,可更換濾網的高效送風口) 泄壓閥 風量調節(jiē)閥等,潔淨(jìng)室(shì)做(zuò)好後有的局部淨化級別要求特別高,因此我們推薦客戶使用潔淨工作台,潔淨棚等淨化設備。
2:圍體結構彩鋼板(各種鋁型材 槽鋁 T型大梁鋁(lǚ) 角鋁 外形柱鋁 外圓片 三維(wéi)接頭 門堵頭 內圓弧(hú)線 門(mén)料 窗料等) 輔助材料角鐵 圓鋼 膠塞 白功釘 拉爆鉤等)
B.空調通風部分:
1.空調通風部分主要材(cái)料有空調主機(jī),送回風管(guǎn),鍍鋅水管(或者PVC水管) 水塔 閘閥水泵 Y型過濾器 橡膠軟管 止回閥 水流開關 溫(wēn)度計 壓力表 水過濾器 各種管碼
2:通風部分的主要材料有中效增壓箱 風閥 風量調節閥 初效防雨百葉(yè) 風回百葉 初效過濾器 中效過濾器 高效過濾(lǜ)器 層流罩(FFU) 保溫棉 保濕軟管 各種輔材
C. 電器部分:
1、空調電路(lù)
2、淨化(huà)設(shè)備電路
3、照明電(diàn)路
D. 地麵部分:
1、環氧樹脂地坪
2、PVC地(dì)板
3、高架地板地麵
3所需設備
風淋室
風淋室係列產品是一種(zhǒng)通用性較強的局部淨化設備,安裝(zhuāng)於潔淨室與非潔淨室之間。當人與貨物要進入潔淨區時需經風淋室吹淋,其吹(chuī)出的潔淨空氣可去除人與貨物(wù)所攜帶的塵埃,能有效的阻斷或(huò)減少塵源進入潔淨區。風淋室(shì)/貨淋室的前後兩道門為電子互鎖,又可起到氣閘的作用(yòng),阻止未淨化的空氣進入潔淨區(qū)域。
貨淋室
貨淋室,固名思義,即為貨物專用的吹淋室,又稱之為(wéi)貨淋通道、貨淋門、廣泛適用於(yú)電子,食品、包(bāo)裝企業的物流通道處,對即將進(jìn)入潔淨車間進行(háng)操作加工的貨物原材料及(jí)工具進行吹淋,達到過濾去(qù)除灰塵粒子(zǐ),進入無塵車間的(de)原材料潔(jié)淨的效(xiào)果(guǒ).因每個(gè)企業物流通道的現場尺寸以及需要吹淋的貨物原材料運輸方式大小的不同,故貨淋室沒有統一的標準,全部為非標產品。貨淋(lín)在功能上既有普通(tōng)型貨淋室,又有紅外線語音提示(shì)型貨淋室,還有(yǒu)自動移門式貨淋室。
傳遞窗
傳遞窗主要適用於潔淨區與(yǔ)非潔淨區之間,或潔(jié)淨室與潔淨室之間的小貨(huò)物傳遞,可有效的減少潔淨室門的開啟次數,把潔淨區的汙染減少的最低程度(dù)。根據使用要求(qiú),傳遞窗箱體表(biǎo)麵(miàn)可噴塑,內膽可(kě)用不鏽鋼,外表美觀。傳遞窗的兩扇門采用電控連鎖或機械連鎖裝置,可有效的防止(zhǐ)低潔(jié)淨等級區內(nèi)的灰(huī)塵帶入高(gāo)潔淨區內,是淨化車間必備佳品。
高效送風口(kǒu)
本產品為萬級,十萬(wàn)級亂流潔淨室新建,改(gǎi)建工程淨化空(kōng)調係統終端送(sòng)風(fēng)裝置。可廣(guǎng)泛(fàn)應用與電子工(gōng)業,精密機械(xiè),冶金,化工等工業及醫療,製藥,食(shí)品等部門的淨化空調係統。本裝置主要由靜壓箱,高效過濾器,鋁合(hé)金擴散板(bǎn),標準法蘭接口等(děng)組成,造型美觀,結構簡單,使用可靠。 本送風口為下裝式,具有在潔(jié)淨室內安裝和更換過濾器方便(biàn)的(de)優點,高效過濾器采(cǎi)用機械壓緊(jǐn)或液槽密(mì)封裝置,確保風口安裝無泄露,密封可靠,淨(jìng)化效果好,對一般淨化工程均可適用。
潔淨工作台(tái)
無塵車(chē)間內的潔淨工作台可根據產品要求或其他用途的要求,在操(cāo)作台上保持高潔淨(jìng)度的局部淨化。潔淨工作台可以在操作台的(de)局(jú)部空間形成無(wú)菌、無塵的局部淨化,其主要組成部(bù)件有預過濾器、高效過濾器(qì)、風機(jī)機組、外殼、靜(jìng)壓箱、台麵和配套的電(diàn)器元器(qì)件等。
無塵車間的潔淨工作台的(de)構造要求:台麵,采用木質(zhì)塑料貼麵貼於層壓板上做成台麵(miàn),或采用不鏽鋼做(zuò)台(tái)麵;箱體,用熱紮薄(báo)鋼板與骨架氣焊易(yì)變形,可采用冷軋(zhá)薄板折邊搭接,大電流電焊,內表麵(miàn)需粘貼消(xiāo)聲材料,最大尺寸應以通過一般房門(mén)為宜;箱體密封,所有縫隙均采用密封膠密封;操作區截(jié)麵應盡可能與(yǔ)空(kōng)氣過濾器送風截麵相同(tóng),盡量減少(shǎo)盲區;風機、電機,選用(yòng)高壓低噪的小(xiǎo)型(xíng)風機,風機與箱體的連接采用(yòng)軟連接,電機及風機均應采取減振措施;燈罩,日光燈要盡量設置在燈罩(zhào)內,燈罩內要通過潔淨氣(qì)流;預過濾器,須(xū)設置預過(guò)濾器,容量要大,在使(shǐ)用風量下,初阻力宜小於50Pa;高效過濾器,盡量采用大麵積的過濾器,減(jiǎn)少空氣(qì)過濾器的數量,過濾器與框架之(zhī)間的密封應采用封導結合的雙環密封係統。
FFU風機過濾單元
風機過濾單元(yuán)(FFU)是(shì)一種空氣自淨裝置,可室內吊頂安裝(zhuāng)或放置在支架上,使(shǐ)局部級別達到百級。也(yě)可(kě)用於(yú)潔淨室末端送風。該產品設有初、高效兩級過濾裝置。風機從頂部將空氣吸(xī)入並經初(chū)、高效過濾器過濾,過濾(lǜ)後的潔(jié)淨空氣在整個出風口送出。安裝方式有懸掛式和落地支(zhī)架兩種。
風機從FFU頂部將空(kōng)氣吸入並經初、高效過濾器過(guò)濾,過濾後的潔淨空氣在整(zhěng)個出風麵以0.45M/S±20%的風速勻速送出。它為不同尺寸大小,不同(tóng)潔淨度等級的潔淨室、微(wēi)環境提供高質量的潔淨空氣。在新建潔淨室、潔(jié)淨廠房式改造翻新中,即可提高潔淨度級別,降低噪音和振動,也可大大降低造價,安裝維護方便(biàn),是潔淨環境的理想部件。
層流罩
層流罩一種可提(tí)供局部高清潔(jié)環境的空氣淨(jìng)化設備。它主要有箱體,風機,初效空氣過(guò)濾器,高效空氣過濾器。阻(zǔ)尼層,燈具(jù)等組成,箱體噴塑或采用不鏽鋼材料。該產品即可以(yǐ)懸掛(guà),又(yòu)可地麵支撐,結構緊(jǐn)湊,使用方便。可以單個使(shǐ)用,也可多個聯接組成帶狀潔淨區域。廣泛用於精密機械,電(diàn)子,製藥,食品,精細化(huà)工等部門。
4控管項目
1、能除去空氣中飄遊之微塵粒子(zǐ)。
2、能防止微塵粒子之產生。
3、溫度和濕度之控製。
4、壓力之調節。
5、 有害氣體之排除。
6、結(jié)構物與隔間之氣密性。
7、靜電之防製。
8、電磁幹擾預防。
9、安全因素之考慮。
10、節能之考量。
5淨化方法
空(kōng)氣淨化方法
1 、整體(tǐ)淨化:可分為層流型和湍流型。層流是(shì)指空氣由一側全麵地以同(tóng)速流向(xiàng)另一側,使室內產生的塵粒或細(xì)菌不會向四周擴(kuò)散而被平推出室外,而達到好的除菌效果。
⑴高效過濾除菌(jun1)技術:空(kōng)氣潔淨主要(yào)靠高效或超高效(xiào)過濾設備,向特定的環境內輸送潔淨空氣並(bìng)能保持空氣的(de)潔淨(jìng)度。過濾潔淨原(yuán)理:①網截阻留;②篩孔阻留;③靜電吸引(yǐn)阻留;④慣性碰撞和布朗運動阻留。因此,過濾潔淨技(jì)術是一種綜合作用(yòng)的結果。
⑵濾材結(jié)構:生物潔淨室所用濾材級別多數為高效或超高效濾材,所用(yòng)濾材有:玻璃棉製濾材(cái)、高級紙漿製濾材、石棉纖維濾材、過氯乙烯(xī)纖維濾材等。高效(xiào)濾材對空氣中 0.5 μ m 的顆(kē)粒的阻留率能達到(dào) 90%~99% ,超高效濾材(cái)可阻留 0.3 μ m 的顆粒 99.9% 以上。
2 、局部淨化
⑴潔淨(jìng)層流(liú)罩:潔淨層流罩是醫院局部空氣淨化裝置。一般可構成垂直層流方式,四周用透(tòu)明圍幕。整個罩內可(kě)保持(chí)高潔淨度(萬級至百級)空氣。這種潔淨層流罩可用於免疫功能低下病人的治療保護,所以也稱無菌病(bìng)床層流罩。
⑵淨化操(cāo)作台:采用水(shuǐ)平或垂直層流方式淨化箱體內的空氣,可使操作台內淨化達到很高級別。
⑶靜電吸附除菌淨化技術:靜電吸附除菌是利用(yòng)工業電除塵的原理,在小(xiǎo)型(xíng)化技術方麵有所創新。①采用細線放電極與蜂巢狀鋁箱收集極(jí)形成級線裝置;②采用鏡象力荷電吸附作用。
目前有一(yī)種三級(jí)淨化裝置,即預過濾 - 高效過(guò)濾 - 活性炭吸附,組合式正離子靜(jìng)電(diàn)吸附除菌,並采用大風量空氣(qì)淨化,以保證室(shì)內空(kōng)氣淨化次數,較好地解決了醫院重點部門如手(shǒu)術(shù)室、 ICU 、母嬰病房、血液透析室等有人情(qíng)況(kuàng)下的空氣持續消毒問題(tí),可使(shǐ)醫院室內空氣的淨化潔(jié)淨度達到 10 萬(wàn)級 ~1 萬級。
⑷負離子淨化技術:負離子是一種帶負電的化學基團,能發生可(kě)逆性變化,存(cún)在時間極(jí)短,本身並無殺滅微生物的能力,主要是靠帶(dài)電離子與空氣中(zhōng)的(de)微粒特別(bié)是微生物顆粒結合,形成多個顆粒凝聚變大從而迅速沉降,使空(kōng)氣達到淨化的(de)目的。空氣中負離子隻有(yǒu)在具備某些化(huà)學性質(zhì)時,如活性(xìng)氧離(lí)子等,它們(men)才具有侵害蛋白質的能力從而(ér)殺滅微生物,因此負離子對空氣(qì)淨化的能力比較有限,對(duì)空氣中微(wēi)生(shēng)物粒子清除率隻能達到 70%~90%。
6工作方式(shì)
亂流式
空氣由空調箱經風管與潔淨(jìng)室內之空氣過(guò)濾器(qì)(HEPA)進入潔淨室,並由潔淨室兩側隔間牆板或高架地板(bǎn)回(huí)風。氣流非直線型運動而呈不規則之亂流或渦流狀態。此型(xíng)式適用於潔淨室等(děng)級1,000-100,000級。
定義:氣流(liú)以不均勻速度不平行流動、伴有回流或渦流的潔淨室。
特性:亂(luàn)流潔淨室是靠多次(cì)換氣來實現(xiàn)潔淨與潔淨(jìng)級別。換氣次數(shù)決定定義中的淨化級別(換氣(qì)次數越多,淨化級別越高)
⑴自淨時間(jiān):是指潔淨(jìng)室按設計換氣次數開始送風到潔淨室(shì),室內含塵(chén)濃度達到所(suǒ)設計的淨化級別的時間。1,000級(jí)希望不超過20min(分鍾) (可取15min計(jì)算) 10,000級希望不超過30min(分鍾) (可取25min計算) 100,000級希望不超過40min(分鍾) (可取30min計算)
⑵換氣次數(按上述自淨(jìng)時間要求設計(jì))1,000級 43.5—55.3次/小時 (規範:50次/小時) 10,000級 23.8—28.6次/小時 (規範(fàn):25次/小時) 100,000級 14.4—19.2次(cì)/小時 (規範:15次/小時)
優點:構造簡單、係統(tǒng)建造成本,潔淨室之擴充比較容易(yì),在某些特殊用途場所,可並用無塵工作台,提高潔淨室等級。
缺點:亂流造成的微塵(chén)粒子於室內空間飄浮不易(yì)排出,易汙染(rǎn)製程產(chǎn)品。另外若係統(tǒng)停止運轉再(zài)激活,欲達需(xū)求之潔淨(jìng)度,往往須耗時相(xiàng)當(dāng)長一(yī)段時間。
層流式
層流式空氣氣流運動成一均勻之直線形,空氣由覆蓋率100%之過濾器進入(rù)室內,並(bìng)由高架地板或兩側隔牆板回風,此型式適用於(yú)潔淨室等級需定較高之環境使(shǐ)用,一般其潔淨(jìng)室等級為Class 1~100。其型式可分為二種:
⑴水平層(céng)流(liú)式:水平式空氣自過(guò)濾器單方向吹出(chū),由對邊牆壁之(zhī)回風(fēng)係(xì)統回(huí)風,塵埃(āi)隨風(fēng)向排出室外,一(yī)般在下(xià)流側汙染較(jiào)嚴重。
優點:構造簡單(dān),運(yùn)轉後短時間內即可變成(chéng)穩定。
缺點(diǎn):建造費用比亂流式(shì)高,室內空間不易擴(kuò)充(chōng)。
⑵垂直層流式:房間天花板完全以ULPA過濾器覆蓋(gài),空(kōng)氣由上往下吹,可得較高之潔淨度,在製(zhì)程中或工作人員所產生的塵埃可快速排(pái)出室外而不會(huì)影響其它工作區域。
優點:管理容易,運轉開始短時間內即可達穩定狀態,不易為作業狀態或作業人員所影響(xiǎng)。
缺點:構造費用較高,彈性運用空間困(kùn)難,天(tiān)花板之(zhī)吊架相當占空(kōng)間,維修更換過濾器較麻(má)煩。
複(fù)合式
複合(hé)式為將亂流式及層流式予以複(fù)合或並用,可提(tí)供局部超潔淨之空氣。
⑴潔(jié)淨(jìng)隧道(Clean Tunnel):以HEPA或ULPA過濾(lǜ)器(qì)將製程區域或工作區域100%覆蓋使潔淨度等級提高至10級以上,可節省安裝運轉(zhuǎn)費用。
此型式需將作業(yè)人員之(zhī)工作區與產品和機器維修予以隔離,以避免機器維修時影響(xiǎng)了工作及品質,ULSI製程大都采用此種型式。
潔淨隧道另有二項優點(diǎn):A.彈性擴充(chōng)容易; B.維修設備時可在維(wéi)修(xiū)區輕易執行。
⑵潔淨(jìng)管(guǎn)道(Clean Tube):將產品流程經過的自動生產線包圍並淨化處理,將潔淨度(dù)等級提至100級以上。因產品和作業員(yuán)及發塵環境相互隔離,少量之送(sòng)風即可得到良好之潔淨度(dù),可節省能源,不需人工的自動化生產線為最適宜使(shǐ)用。藥品(pǐn)、食品(pǐn)業界及(jí)半導體業(yè)界均適用。
⑶並裝局部潔淨室(Clean Spot):將潔淨室等級(jí)10,000~100,000之亂流潔淨室(shì)內之產品製程(chéng)區(qū)的(de)潔淨度等級提高(gāo)為10~1000級以上,以為生產之用;潔淨工作台、潔淨工作棚、潔淨風櫃即屬此類(lèi)。
潔淨工作台:等級Class 1~100級。
潔淨工作棚:為在亂流式之潔(jié)淨室空間內以防靜電之透明塑料布圍(wéi)成一小空間,采用(yòng)獨立之HEPA或ULPA及空調送風機組而成為一較高級之潔淨空間,其等級為10~1000級,高(gāo)度在2.5米左右(yòu),覆蓋(gài)麵積約10m2以下,四支(zhī)支柱並加裝活(huó)動輪,可為彈性運用。
7風速控製
潔淨室內(nèi)的(de)氣流是左右潔淨室性能的重要因素,一般潔淨室的氣(qì)流速度是選0.25~0.5m/s之間,此氣流速度屬微風區域,易受人、機器(qì)等的動作而幹擾趨於混亂、雖提高風速可抑製(zhì)此一擾亂之影響而保持潔淨度、但因風速的提(tí)高,將影響運轉成本的增加,所以應在(zài)滿足要求的潔淨度水(shuǐ)準之時,能以最(zuì)適當的風速供(gòng)應,以達到適(shì)當的風速供應以達到經濟性效果。
另一方(fāng)麵(miàn)欲達到潔淨(jìng)室潔淨度之穩定效果,均一氣流之保持亦為一重要因素,均一氣流若無法保持,表示風速有異,特別是在壁麵,氣流會延著壁麵(miàn)發生渦流作用,此時要實(shí)現高潔淨度(dù)事實上很困難。
垂直層流式方向要保持均一氣流必須:(a)吹出麵(miàn)的風速(sù)不可有(yǒu)速度上的差異(yì);(b)地板回風(fēng)板吸入麵之風速不可有速度上的差異。速度過低或過高(0.2m/s,0.7m/s)均有渦流(liú)之現象發生,而0.5m/s之速度,氣流則較(jiào)均一,一般潔淨室,其風速(sù)均取在0.25~0.5m/s之(zhī)間。
8影響因素
影響潔淨室的氣流因素很多,如製程(chéng)設備、人員、潔淨室組裝材、照明器具等,同時對於(yú)生(shēng)產設備上方氣流的(de)分流點,亦(yì)應(yīng)列入考慮因素。
一般操作台或生產設備等表(biǎo)麵的氣流分流(liú)點,應設於潔(jié)淨室空間(jiān)與隔牆板間距2/3之處(chù),如(rú)此可使作業人員工作時,氣(qì)流可從製程區內(nèi)部流向(xiàng)作業區,而將微塵帶走;若分流(liú)點配置在製程區前方,將成為不當的氣流分流,此時大部份的氣流將流至製程區之後,作業員操作所引起的塵埃將(jiāng)被帶到設備後麵,工作(zuò)台因而將受到汙染,良率也(yě)勢必降低。
潔淨(jìng)室內(nèi)的(de)工作桌等障礙物,在相接處均會有渦流現象發生,相對地在其附近之潔(jié)淨度將會較差,在工作桌麵鑽上回風孔,將使渦流(liú)現象減少最低;組裝材料之選擇是(shì)否恰當、設備布局是否完善,亦為氣流是否成為渦流現象之重要(yào)因素。
潔(jié)淨(jìng)室的構成是由下列各項係統所組成(chéng)(在所組成的係統分子中是缺一不可的(de)),否則將無法構成一完整且品質良好的潔淨室:
⑴天花板(bǎn)係統:包括吊杆(Ceiling rod)、綱梁(I-Beam或U-Beam)、天花板格(gé)子梁(Ceiling grid或 Ceilingframe)。
⑵空調係統:包括空氣艙(cāng)、過濾器係統、風車(chē)等。
⑶隔牆板(Partitional wall):包括窗(chuāng)戶、門(mén)。
⑷地(dì)板:包括高架地板或防靜電(diàn)舒美地板。
⑸照明器具:包括(kuò)日光燈、黃色燈管等。
潔淨室之建築主體構造,一(yī)般是用鋼筋或骨水泥,但無論是(shì)何(hé)種構造(zào),必須滿足如下之條(tiáo)件:
●不(bú)會因溫度變化與振動而發生裂痕;
●不易產生微塵粒子,且(qiě)很難附著粒子(zǐ);
●吸濕性小;
●為了維持室內之濕度條件,熱絕緣性要高。
9重要性
潔淨(jìng)室的潔淨度往往受到氣流的(de)影響,換言之,即人、機器隔間、建築(zhù)結構等所產生的(de)塵埃之移(yí)動、擴(kuò)散受(shòu)到氣流的(de)支配。
潔淨室係(xì)利用HEPA、ULPA過濾空氣,其塵埃的收集率達99.97~99.99995%之多,因此(cǐ)經過此過濾器過濾的空氣可說十分幹淨。然而潔淨室內除了人以外(wài),尚有(yǒu)機器等之發塵源,這些發(fā)生的(de)塵埃一旦擴散,即無法保持潔淨空間,因此必須利用氣流將發生的塵埃迅速排出室外。
10應用領域(yù)
工業
以無生命微粒的控製為對象。主要控製空氣塵埃微粒對工作對象的汙染,內部一般(bān)保持正壓狀態。它適用於精密機械工業、電子工業(yè)(半導體、集成電路等)宇航工業、高純度化學工業(yè)、原子能工業、光磁產品工業(光盤(pán)、膠片、磁帶生產)LCD(液(yè)晶(jīng)玻璃)、電腦硬盤、電腦磁頭生產等多行業。
生物
主要控製有生命微粒(細菌)與無生命微粒(lì)(塵埃)對工作對象的汙染。又可分為:
A、 一般生物潔淨室:主要控製微生物(細菌)對象的汙染(rǎn)。同時其內部材料要能經受(shòu)各種滅菌劑侵蝕,內部一般保證正壓。實質上(shàng)其內部材料要能(néng)經受各種滅菌處理的工業潔淨室。例:製藥工業、醫院(手術室、無菌病房)食品、化妝品、飲料產(chǎn)品生產、動物實驗室、理化檢驗室、血站等(děng)。
B、 生物學安全潔淨室:主要控製工作對象的有生命微粒對(duì)外界和人的汙染。內(nèi)部(bù)要保持與大(dà)氣的(de)負壓。例:細菌學、生物(wù)學、潔淨實驗室、物物工程(重組基(jī)因、疫苗製備)。
相關知識
11工作(zuò)量
發塵量
潔淨室內的發塵量,來自設(shè)備的可考慮通過局部排風(fēng)排(pái)除,不流入室內;產品(pǐn),材料等在運送過程中的發塵與人體發塵量(liàng)相比,一般(bān)極小(xiǎo),可忽(hū)略;由於金屬(shǔ)半壁(彩鋼夾心板)的應用來自建築表麵的發塵也很少,一般占10%以下,發塵主要來自人(rén),占(zhàn)90%左右。在人的發塵量(liàng)上,由於服裝材料和樣式的改進,發塵絕對量也不(bú)斷減少。
A、材質:棉(mián)質發塵量(liàng)最大,以下(xià)依次為棉、的確良、去靜電純滌綸、尼(ní)龍。
B、樣式:大掛式發塵量最大,上下分裝型次之(zhī),全(quán)罩(zhào)型最少。
C、活動:動作時(shí)的發塵量一般達到靜(jìng)止時間(jiān)3-7倍。
D、清洗:用溶(róng)劑(jì)洗滌的發塵量降至(zhì)用一般水清洗的五分之一。
室內維護結構表(biǎo)麵發塵量,以地麵為準,大約相應8平方米(mǐ)地麵時的表麵發塵量與一個(gè)靜止的人的發塵量相當。
發菌量
工作(zuò)人員(yuán)產生的汙(wū)染:
1)皮膚:人類通常每四天完成一次(cì)皮膚的完全脫(tuō)換,人類每分鍾脫落(luò)約1000片皮膚(平均(jun1)大小為30*60*3微米)
2)頭發(fā):人類的頭發(直徑約為50~100微米)一直在脫落。
3)口水:包括鈉、酶、鹽、鉀、氯化物及食品微粒。
4)日常衣物:微粒、纖維、矽土、纖維素、各種化學(xué)品和細菌。
5)人類(lèi)靜止(zhǐ)和坐立每分鍾將產生10000個大於0.3微米的微粒。
6)人類在頭部和軀幹做動(dòng)作時每(měi)分鍾將產生1000000個大於(yú)0.3微米的微粒。
7)人類以0.9m/s的速度行走時每分鍾將產(chǎn)生5000000個大於0.3微米的微粒。
分析國外試驗資料可以認為:
⑴ 潔淨室內(nèi)當工作人員穿無菌服(fú)時:
靜止(zhǐ)時的發菌量一般為10-300個/min.人
軀體一般活動時的發菌量為 150-1000個/min.人
快步行走時的發菌量為 900-2500個/min.人
⑵ 咳嗽一次一般為 70~700個/ min.人
噴嚏一次一般為 4000~62000個/ min.人
⑶ 穿平常衣服時發菌量 3300~62000個/ min.人
⑷ 無口(kǒu)罩發菌量:有口罩發菌量 1:7~1:14
⑸ 發菌量:發塵量 1:500~1:1000 據(jù)國內事例:
⑹ 手術中人員發菌量 878個(gè)/ min.人
所以,可知潔淨室內無菌衣人員的靜態發(fā)菌量一般不超過300個/ min.人,動態發菌量一般不超過1000個/ min/人,以此作(zuò)為計算依據是可行的。
12執行標準
國內標準
⑴.潔淨廠房設計規範 GB50073-2001
⑵.醫(yī)院潔(jié)淨手術部建築技術規範GB50333-2002
⑶.醫(yī)藥工業潔淨廠房設計規範GB 50457-2008
⑷.傳染病醫院建築設(shè)計規範
⑸.醫藥工業潔淨室(區)懸浮粒子(zǐ)的測(cè)試方法GB/T16292-1996
⑹.QS認證質量手冊
⑺.GMP藥品生產質量管理規範
⑻. 潔淨室施工及驗(yàn)收規範(fàn)GB 5091-2010
際標準(zhǔn)
ISO係(xì)列
⑴ISO14644-1空(kōng)氣潔淨度等級劃分
⑵ISO14644-2 為認證ISO14644-1的 連續的相符性(xìng)的(de)測試和監測技術要求
⑶ISO14644-3 測(cè)試方法
⑷ISO14644-4 設計建造啟動
⑸ISO14644-5 運行(Operations)
⑹ISO14644-6 術(shù)語(yǔ)和定義
⑺ISO14644-7 分離裝置(潔淨空氣罩、手(shǒu)套箱、分離器和(hé)微循環設備
⑻ISO14644-8 分子汙染
⑼ISO14644-9 潔淨化學品(pǐn)(液體)
IEST係列
潔淨空氣:
RP-CC001高效與超高效過濾器
RP-CC002單向流裝置
RP-CC006潔淨室測試RP-CC007超高(gāo)效過濾器測試(shì)
RP-CC008氣體吸收裝置
RP-CC021高效與超高效過濾器過濾器介質測試
RP-CC034高效與超高效過濾器過濾器檢漏
潔淨室(shì)與潔淨環(huán)境(jìng):
RP-CC006潔淨室(shì)測試
RP-CC012潔淨室設計(jì)要點
RP-CC016潔(jié)淨室(shì)非揮(huī)發性殘留物質的沉積率
RP-CC018潔淨室管理運(yùn)行與檢測程序
RP-CC022潔淨室與受控環境中的靜電
RP-CC023潔淨室中的微生物
RP-CC024微電子設備震(zhèn)動(dòng)測量與說明
RP-CC026潔淨室運行
RP-CC027潔淨(jìng)室(shì)與受控環境中人員與行為
特殊應用:
RP-CC029使(shǐ)用噴漆器要考慮的汙染(rǎn)控製因素
運行保障:
RP-CC003淨室與受控環境的服裝係統要點
RP-CC004淨(jìng)室與受控環境用抹布材料評估
RP-CC005淨室(shì)與受控環境用手套和指套
RP-CC020潔淨室文件材料與格式
設備:
RP-CC002單向流裝置
RP-CC013設備校準與檢(jiǎn)驗程序
RP-CC015潔淨室生(shēng)產設備與輔助設備
術語(yǔ):
RP-CC011汙染控製領(lǐng)域術語和定義
文獻(xiàn):
RP-CC009汙染控製領域(yù)的標準、準(zhǔn)則、方法與相關文件概覽
詳細參數
潔淨標(biāo)準與潔淨等級 (ISO 國際標(biāo)準(zhǔn))
各粒徑檔最大(dà)容許粒子濃(nóng)度 (顆/m3)
ISO等級 0.1um 0.2um 0.3um
1 10 2
2 100 24 10 4
3 1,
4 10,000 2,370 1,020 32 83
5 100,000 23,700 10,
6 1,000,000 237,000 102
空(kōng)氣潔淨度應按下表規定劃分為四個等級。
空(kōng)氣潔淨度等級表(biǎo)
等級
每立方米(每升)空氣中
≥0.5微米塵粒數(shù)
每立方米(每升)空氣中
≥5微(wēi)米塵粒數
100級
≤35×100(3.5)
1000級
≤35×1000(35)
≤2500(0.25)
10000級
≤35×10000(350)
≤25000(2.5)
100000級
≤35×100000(3500)
≤25000(25)
注:對於空氣潔(jié)淨度為100級的潔淨室內大於等於5微米塵粒的計算應進行多次采樣(yàng)。當其多次出現(xiàn)時,方可認為該測試數值是可*的。
13應(yīng)用範圍
淨化工程是一個應(yīng)用行業非常廣泛的基礎性配套產(chǎn)業,在電子信息、半導體、光電子、精密製造、醫藥衛生、生物工程、航天航空、汽車噴塗等眾多行業均有應用,並根據(jù)行業的精密(mì)與無塵要求,等(děng)級差別也較大。
目前級別最高的(de)當屬航天航空的(de)航(háng)空倉,基本是屬於1級,屬於特殊領(lǐng)域,麵積(jī)相對較小。
另外對級別要求較高的是生物化學實驗室和高精納(nà)米材料(liào)生產車間,互聯網芯片(piàn)的發展將是未來需求的一大方向。
14八大(dà)特點
第一點,采用(yòng)更適合潔淨室原理的圓弧轉角;
第二(èr)點,係統自動控製運(yùn)行,雙門電子互鎖,並設有光電感應器,單向通道風(fēng)淋室,從非潔淨區進入,關門後紅外線感應有人就吹淋,吹淋後入門鎖閉,隻能從出門走出風淋室;
第三點,整體冷軋鋼(gāng)板(bǎn)製作,外表麵靜電噴塑處理;
第四點,門、底(dǐ)板、噴嘴均采用不鏽鋼製造,美觀大方;
第五點,軟(ruǎn)鍵觸按(àn)式時(shí)間繼電器,LED顯示及設(shè)置吹淋時間,範圍在10-99s可調(diào),吹淋時雙門自動鎖閉;
第六點,采用(yòng)初、高效兩級過濾係統,有隔板高效過(guò)濾器(qì),過濾效率為:99.99%,確保(bǎo)淨(jìng)化級別;
第七點,風嘴出風口風速高達25m/s以上,吹到(dào)人(rén)體上風速18m/s以上(shàng);
第八點,采用EVA密封材料,密閉性能高。
15人員規範
為了避免和減少潔淨室從業人員對潔淨室(shì)造成的汙染。任何潔淨室工作以外的人員,在與潔淨室工作人(rén)員捷星接觸談話時,要將自己背對過去,因為口鼻會向注視的方興散發汙染。
做(zuò)到口鼻不對(duì)潔淨室(shì)的工作區。
如果(guǒ)出現咳嗽或者(zhě)打(dǎ)噴嚏的情況,要做(zuò)到背對潔(jié)淨室的工作區用手套掩住,然後及時更換手套。情況嚴重的者應(yīng)立即離開潔淨室區域,並向領導報告。
潔淨室內不得放置(zhì)於潔淨室工作(zuò)無關的(de)物品。潔淨室工作物品要排(pái)放有序。
當(dāng)設(shè)備不能正(zhèng)常(cháng)運轉的時候,不要私自維修,要向領導報告,等專業人員對潔淨室進行維修。
另外,由於潔淨室對潔淨度(dù)有(yǒu)著過高的要求。因此,對潔淨室的工作人員的身體(tǐ)方麵的狀況要求是很嚴格的。
患有(yǒu)呼吸道疾(jí)病的人,由於會對潔淨(jìng)室的空氣造成汙染,故不能進(jìn)入潔淨室工作
患有結膜炎或者其他(tā)產生分泌物的病症,或(huò)者患有(yǒu)皮膚類疾病的人員都是不適合在(zài)潔淨室工作的。
另外需要注(zhù)意的,潔淨室的工作人員要對自己的(de)口腔衛生,保持注意。潔淨室(shì)工作(zuò)人員要定期的進行身體健康狀況的檢查
16運行節能
●潔淨室送風、排風、新風(fēng)之(zhī)間應(yīng)切換自(zì)如,如生產停止、排風櫃也應停止或減小(xiǎo)風量,新風也應調小。
●工藝並非絕對要(yào)求值班風機運行保(bǎo)護的,應采用提前開機(jī)自淨的辦法。
●潔淨室通風機轉速使其壓頭可以控(kòng)製,不要(yào)總處於最大壓頭或最(zuì)大風量運行的工況。
●運行應最大限度地(dì)利用室外空氣冷卻作用,並在此時增大新(xīn)風(fēng)比。
●潔淨室應根據室(shì)外氣象條件變化,通過自控(kòng)或手控即能調整設備出(chū)力。
●縮小潔淨空間體積,如潔淨隧道或隧道式潔(jié)淨室,根據生產要求把潔淨空間劃分為(wéi)潔淨度級別不同(tóng)的工(gōng)藝區(qū)、操作區、維修區和通道區。