文章详情

洁净室(无尘室)定义标准分类及维护

日期:2020-09-20 04:28
浏览次数:2645
摘要:

洁净室(CleanRoom),又名无尘室或清净室。
洁净室是指将一定空间范围内之空气中的微粒子、有害空气、**等之污染物排除,并将室内之温度、洁净度、室内压力、气流速度与气流分布、噪音振动及照明、静电控制在某一需求范围内设计的房间。即不论外在之空气条件如何变化,其室内均能具有维持原先所设定要求的洁净度、温湿度及压力等性能。
洁净室主要的作用:控制产品(如硅芯片等)所接触的大气的洁净度及温湿度,使产品能在一个良好的环境空间中生产、制造,我们称为洁净室。

日本采用公制,以每立方公尺为单位,以0.1um微粒子为计数标准。日本标准的表示法以Class1Class 2Class3……Class8表示,好的等级为Class 1,差则为Class 8

洁净室控管的功能:

能除去空气中飘游之微尘粒子。

能防止微尘粒子的产生。

温度和湿度的控制。
压力的调节。

有害气体的排除。
结构物与隔间的气密性。
静电的防制。
电磁干扰预防。

因素的考虑。
节能的考量。
洁净室分类:
乱流式
(TurbulentFlow)
空气由空调箱经风管与洁净室内的空气过滤器(HEPA)进入洁净室,并由洁净室两侧隔间墙板或高架地板回风,气流非直线型运动而呈不规则的乱流或涡流状态。适用于洁净室等级1,000-100,000级。
优点:构造简单、系统建造成本低,洁净室的充比较容易,在某些用途场所,可并用无尘工作台,提高洁净室等级。
缺点:乱流造成的微尘粒子于室内空间飘浮不易排出,易污染制程产品。另外若系统停止运转再激活,达到洁净度,耗时长。
层流式(Laminar)
层流式空气气流运动成一均匀的直线形,空气由覆盖率99%的过滤器进入室内,并由高架地板或两侧隔墙板回风,此型式适用于洁净室等级需定较高的环境使用,一般其洁净室等级为Class 1~100。可分为二种:

水平层流式:水平式空气自过滤器单方向吹出,由对边墙壁的风系统回风,尘埃随风向排出室外。
优点:构造简单,运转后短时间内即可稳定。
缺点:建造费用比乱流式高,室内空间不易扩充。
垂直层流式:房间天花板完全被ULPA过滤器覆盖,空气由上往下吹,具有较高的净度,在生产中产生的尘埃可快速排出室外而不会影响其它工作区域。
优点:管理容易,运转开始短时间内即可达稳定状态,不易为作业状态或作业人员所影响。
缺点:构造费用较高,弹性运用空间困难,天花板的吊架相当占空间,维修更换过滤器较麻烦。
复合式(MixedType)
复合式为将乱流式及层流式予以复合或并用,可提供局部超洁净的空气。
洁净隧道(Clean Tunnel):以HEPAULPA过滤器将制程区域或工作区域99%覆盖使洁净度等级提高至10级以上,可节省安装运转费用。需作业人员的工作区与产品和机器维修予以隔离,避免机器维修时影响洁净度,ULSI制程大都采用此种型式。
洁净隧道另有二项优点:A.弹性扩充容易;B.维修设备时可在维修区轻易执行。
洁净管道(CleanTube):将产品流程经过的自动生产线包围并净化处理,将洁净度等级提至100级以上。因产品和作业员及发尘环境相互隔离,少量的送风即可得到良好的洁净度,可节省能源,不需人工的自动化生产线为适宜使用。药品、食品业界及半导体业界均适用。并装局部洁净室(CleanSpot):将洁净室等级10,000~100,000的乱流洁净室内的产品制程区的洁净度等级提高为10~1000级以上,生产所需;洁净工作台、洁净工作棚、洁净风柜即属此类。
洁净工作台:等级Class1~100级。
洁净工作棚:在乱流式的洁净室空间内以防静电的透明塑料布围成一小空间,采用HEPAULPA及空调送风机组而成为一较的洁净空间,其等级为10~1000级,在2.5米左右,覆盖面积约10m2以下,四支支柱并加装活动轮,可为弹性运用。

洁净室气流的流动
洁净室的洁净度往往受到气流的影响,即人、机器隔间、建筑结构等所产生的尘埃移动、扩散受到气流的支配。
洁净室系利用HEPAULPA过滤空气,其尘埃的收集率达99.97~99.99995%之多,经过此过滤器过滤的空气十分干净。洁净室内除了人以外,有机器等发尘源,发生的尘埃一旦扩散,即无法保持洁净空间,因此必须利用气流将发生的尘埃迅速排出室外。
洁净室内的气流是左右洁净室性能的重要因素,一般洁净室的气流速度是选0.25~0.5m/s之间,气流速度属微风区域,易受人、机器等的动作而干扰趋于混乱、提高风速可保持洁净度、风速的提高,影响运转成本,满足要求的洁净度以适当的风速供应,可以达到经济性效果。达到洁净室洁净度的稳定效果,均一气流保持是重要因素,是在壁面,气流会延着壁面发生涡流作用,此时要实现高洁净度很困难。
垂直层流式方向要保持均一气流的条件:1吹出面的风速不可有速度上的差异;2板回风板吸入面的风速不可有速度上的差异。过低或过高(0.2m/s0.7m/s)均有涡流现象发生,而0.5m/s气流较均一,目前一般洁净室,风速均在0.25~0.5m/s之间。
影响洁净室的气流因素很多,如制程设备、人员、洁净室器材、照明等,同时对于生产设备上方气流的分流点,应列入考虑因素。
一般操作台或生产设备等表面的气流分流点,应设于洁净室空间与隔墙板间距2/3处,使作业人员工作时,气流可从制程区内部流向作业区,将微尘带走;若分流点配置在制程区前方,将成为不当的气流分流,此时大部份的气流将流至制程区之后,作业员操作所引起的尘埃将被带到设备后面,工作台因而将受到污染。
洁净室内的工作桌等,在相接处均会有涡流现象发生,其附近的洁净度较差,在工作桌面钻上回风孔,使涡流现象减少低;组装材料的选择是否恰当、设备布局是否完善,是成为涡流现象之重要因素。

洁净室之构成
洁净室的构成由下列因素构成完整且品质良好的洁净室:

天花板系统:包括吊杆(Ceilingrod)、纲梁(I-BeamU-Beam)、天花板格子梁;

空调系统:包括空气舱、过滤器系统、风车等;

隔墙板(Partitionalwall):包括窗户、门;

地板:包括高架地板或防静电舒美地板;

照明器具:包括日光灯、黄色灯管等。
洁净室之建筑必须满足的条件:

不会因温度变化与振动而发生裂痕;
不易产生微尘粒子,且很难附着粒子;
吸湿性小;
为了维持室内之湿度条件,热绝缘性要高。  
洁净室按用途分类:
工业洁净室:以无生命微粒的控制为对象。主要控制空气尘埃微粒对工作对象的污染,内部一般保持正压状态。它适用于精密机械工业、电子工业(半导体、集成电路等)宇航工业、高纯度化学工业、原子能工业、光磁产品工业(光盘、胶片、磁带生产)LCD(液晶玻璃)、电脑硬盘、电脑磁头生产等多行业。
生物洁净室:控制有生命微粒(**)与无生命微粒(尘埃)对工作对象的污染。又可分为;一般生物洁净室:要控制微生物(**)对象的污染。同时其内部材料要能经受各种**剂侵蚀,内部一般正压。实质上其内部材料要能经受各种**处理的工业洁净室。例:制药工业、医院(手术室、无菌病房)食品、化妆品、饮料产品生产、动物实验室、理化检验室、血站等。生物学洁净室:主要控制工作对象的有生命微粒对外界和人的污染。内部要保持与大气的负压。例:**学、生物学、洁净实验室、物物工程(重组基因、疫苗制备)
乱流洁净室的原理和特性:

定义:乱流洁净室的定义是气流以不均匀速度、不平行流动、伴有回流或涡流的洁净室.

原理:乱流洁净室靠送风气流不断稀释室内空气,将污染空气逐渐稀释,来实现洁净的(乱流洁净室一般设计在千级以上至30万级净化级别)。

特性:乱流洁净室是靠多次换气来实现洁净与洁净级别。换气次数决定净化级别(次数越多,净化级别越高)

自净时间:是指洁净室按设计换气次数开始送风到洁净室,室内含尘浓度达到所设计的净化级别的时间。1,000级希望不达到20min(分钟) (可取15min计算) 10,000级希望不达到30min(分钟) (可取25min计算) 100,000级希望不达到40min(分钟) (可取30min计算)

换气次数(按上述自净时间要求设计)1,00043.555.3/小时(规范:50/小时)10,000
23.828.6/小时 (规范:25/小时) 100,00014.419.2/小时 (规范:15/小时)

洁净室(净化空调)的结构组成:

组合式净化空调机组
洁净送风管道
洁净回风管道
送风静压箱
高效过滤器
多孔扩散板
洁净室吊顶
洁净室隔断
百叶回风口
新风口
污染源知识

发尘量
洁净室内的发尘量,来自设备的可考虑通过局部排风排除,不流入室内;产品,材料等在运送过程中的发尘与人体发尘量相比,一般极小,可忽略;由于金属半壁(彩钢夹心板)的应用来自建筑表面的发尘也很少,一般占10%以下,发尘主要来自人,占90%左右。在人的发尘量上,由于服装材料和样式的改进,发尘量也不断减少。
材质:棉质发尘量大,以下依次为棉、的确良、去静电纯涤纶、尼龙;

样式:大挂式发尘量大,上下分装型次之,全罩型少;
活动:动作时的发尘量一般达到静止时间3-7倍;
清洗:用容剂洗涤的发尘量降至用一般水清洗的五分之一。
室内维护结构表面发尘量,以地面为准,大约相应8平方米地面时的表面发尘量与一个静止的人的发

尘量相当。
发菌量可分为:
A
净室内当工作人员穿无菌服时:
静止时的发菌量一般为10-300/min.
躯体一般活动时的发菌量为 150-1000/min.
快步行走时的发菌量为 900-2500/min.
B
咳嗽一次一般为 70~700/min.
喷嚏一次一般为4000~62000/min.
C
穿平常衣服时发菌量 3300~62000/min.
D
口罩发菌量:有口罩发菌量1:7~1:14
E
菌量:发尘量 1:500~1:1000据国内事例:
F
术中人员发菌量 878/min.
所以,可知洁净室内无菌衣人员的静态发菌量一般不达到300/min.人,动态发菌量一般不达到1000/ min/人,以此作为计算依据是可行的。

豫公网安备 41010502003857号