標籤:無塵車間無塵室潔凈室潔凈工程凈化工程

無塵室(Clean Room),亦稱為無塵室或清凈室。它是污染控制的基礎。沒有無塵室,污染敏感零件不可能批量生產。在 FED-STD-2裡面,無塵室被定義為具備空氣過濾、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以控制空氣懸浮微粒濃度,從而達到適當的微粒潔凈度級別。無塵室是指將一定空間範圍內之空氣中的微粒子、有害空氣、細菌等之污染物排除,並將室內之溫度、潔凈度、室內壓力、氣流速度與氣流分佈、噪音振動及照明、靜電控制在某一需求範圍內,而所給予特別設計之房間。

1概述

無塵室中不論外在之空氣條件如何變化,其室內均能俱有維持原先所設定要求之潔凈度、溫濕度及壓力等性能之特性。
無塵室最主要之作用在於控制產品(如硅晶元等)所接觸之大氣的潔凈度日及溫濕度,使產品能在一個良好之環境空間中生產、製造,此空間我們稱之為無塵室。按照國際慣例,
無塵室

  無塵室

無塵凈化級別主要是根據每立方米空氣中粒子直徑大於劃分標準的粒子數量來規定。也就是說所謂無塵並非100%沒有一點灰塵,而是控制在一個非常微量的單位上。當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是小的微乎其微,但是對於光學構造而言,哪怕是一點點的灰塵都會產生非常大的負面影響,所以在光學構造產品的生產上,無塵是必然的要求。
如表所示,每立方米將小於0.5微米粒徑的微塵數量控制在3500個以下,就達到了國際無塵標準的A級。目前應用在晶元級生產加工的無塵標準對於灰塵的要求高於A級,這樣的高標主要被應用在一些等級較高晶元生產上。微塵數量被嚴格控制在每立方米1000個以內,這也就是業內俗稱的1K級別。

2控管項目

⒈ 能除去空氣中飄遊之微
無塵室

  無塵室

塵粒子。
⒉ 能防止微塵粒子之產生。
⒊ 溫度和濕度之控制。
⒋ 壓力之調節。
⒌ 有害氣體之排除。
⒍ 結構物與隔間之氣密性。
⒎ 靜電之防制。
⒏ 電磁干擾預防。
⒐ 安全因素之考慮。
⒑ 節能之考量。
⒒照度的的調節
⒓浮遊菌及沉降菌的控制

3分類

1.亂流式(Turbulent Flow)
空氣由空調箱經風管與無塵室內之空氣過濾器(HEPA)進入無塵室,並由無塵室兩側隔間牆板或高架地板迴風。氣流非直線型運動而呈不規則之亂流或渦流狀態。亂流無塵室靠送風氣流不斷稀釋室內空氣,將污染空氣逐漸稀釋,來實現潔凈的。氣次數決定定義中的凈化級別(換氣次數越多,凈化級別越高)。此型式適用於無塵室等級1,000-100,000級。
優點:構造簡單、系統建造成本,無塵室之擴充比較容易,在某些特殊用途場所,可並用無塵工作台,提高無塵室等級。
缺點:亂流造成的微塵粒子於室內空間飄浮不易排出,易污染制
無塵室

  無塵室

程產品。另外若系統停止運轉再激活,欲達需求之潔凈度,往往須耗時相當長一段時間。
2.層流式(Laminar)
層流式空氣氣流運動成一均勻之直線形,空氣由覆蓋率100%之過濾器進入室內,並由高架地板或兩側隔牆板迴風,此型式適用於無塵室等級需定較高之環境使用,一般其無塵室等級為Class 1~100。其型式可分為二種:
⑴水平層流式:水平式空氣自過濾器單方向吹出,由對邊牆壁之迴風系統迴風,塵埃隨風向排出室外,一般在下流側污染較嚴重。
優點:構造簡單,運轉后短時間內即可變成穩定。
缺點:建造費用比亂流式高,室內空間不易擴充。
⑵垂直層流式:房間天花板完全以ULPA過濾器覆蓋,空氣由上往下吹,可得較高之潔凈度,在製程中或工作人員所產生的塵埃可快速排出室外而不會影響其它工作區域。
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。
缺點:構造費用較高,彈性運用空間困難,天花板之吊架相當占空間,維修更換過濾器較麻煩。
3.複合式(Mixed Type)
複合式為將亂流式及層流式予以複合或並用,可提供局部超潔凈之空氣。
⑴潔凈隧道(Clean Tunnel):以HEPA或ULPA過濾器將製程區域或工作區域100%覆蓋使潔凈度等級提高至10級以上,可節省安裝運轉費用。
此型式需將作業人員之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了工作及品質,ULSI製程大都採用此種型式。
潔凈隧道另有二項優點:A.彈性擴充容易; B.維修設備時可在維修區輕易執行。
⑵潔凈管道(Clean Tube):將產品流程經過的自動生產線包圍並凈化處理,將潔凈度等級提至100級以上。因產品和作業員及發塵環境相互隔離,少量之送風即可得到良好之潔凈度,可節省能源,不需人工的自動化生產線為最適宜使用。藥品、食品業界及半導體業界均適用。
⑶並裝局部無塵室(Clean Spot):將無塵室等級10,000~100,000之亂流無塵室內之產品製程區的潔凈度等級提高為10~1000級以上,以為生產之用;潔凈工作台、潔凈工作棚、潔凈風櫃即屬此類。
潔凈工作台:等級Class 1~100級。
潔凈工作棚:為在亂流式之無塵室空間內以防靜電之透明塑料布圍成一小空間,採用獨立之HEPA或ULPA及空調送風機組而成為一較高級之潔凈空間,其等級為10~1000級,高度在2.5米左右,覆蓋面積約10m2以下,四支支柱並加裝活動輪,可為彈性運用。
無塵室分類對比

亂流式
層流式
複合式
水平層流式
垂直層流式
潔凈隧道
潔凈管道
局部無塵
潔凈度
Class1000~100000
Class100~1000
全區Class 100
隧道內Class100
Class 100
最靠近面Class100~1000
換氣次數 (次/時)
15~80
100~300
300~500
隧道內500~1000
100~300
100~300
風速(m/s)
1~3
0.45~0.6
0.25~0.4
0.3~0.5
0.25~0.5
0.25~0.45
正壓度(mm wg)
0.5~1.5
1.0~2.0
1.5~2.5
1.0~2.0
1.0~2.5
1.0~3.0
相關概念:
⑴自凈時間:是指無塵室按設計換氣次數開始送風到無塵室,室內含塵濃度達到所設計的凈化級別的時間。1,000級希望不超過20min(分鐘,可取15min計算)10,000級希望不超過30min(分鐘,可取25min計算)100,000級希望不超過40min(分鐘,可取30min計算)
⑵換氣次數(按上述自凈時間要求設計)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:25次/小時)100,000級 14.4-19.2次/小時(規範:15次/小時)

4設備

FFU
FFU可模塊化連接使用,使得FFU廣泛應用於無塵室、無塵操作台、無塵生產線、組裝式無塵室和局部百級等應用場合。FFU設有初、高效兩級過濾網。風機從FFU頂部將空氣吸入並經初、高效過濾器過濾,過濾后的潔凈空氣在整個出風面以0.45M/S±20%的風速勻速送出。它為不同尺寸大小,不同潔凈度等級的潔凈室、微環境提供高質量的潔凈空氣。在新建潔凈室、潔凈廠房式改造翻新中,即可提高潔凈度級別,降低噪音和振動,也可大大降低造價,安裝維護方便,是潔凈環境的理想部件。
FFU特點: 1.FFU外形尺寸(mm):1175*575*320,雜訊52~56分貝;2.FFU箱體和高效過濾器採用分體式設計,安裝,更換高效更方便; 3.風機採用德國emb直驅式離心風機或者國產鋁葉輪離心風機,工作時間長達5萬小時以上;   4.並具有節能、計算機集中控制、運行穩定、雜訊低、數字化調整等特性;   5.FFU採用獨特的風道風速均勻,整個出風面以0.45M/S風速均勻送出。   6.殼體可選用鏡面不鏽鋼、覆鋁鋅板、冷板靜電噴塑製做美觀大方; FFU出廠前均按美國聯邦標準(209E)用激光粒子計數器逐台掃描檢測,確保質量;FFU適用於10~1000級無塵車間,便於整體運行集中控制;   FFU適用於半導體、電子、平板顯示器和磁碟驅動器的廠家及光學、生物工業及其它對空氣中污染有嚴格控制要求的地方。以獨特的優勢合理的價格迅速佔領市場。  高度低,系統設計時可節省氣室空間。輕量化結構設計,可符合各廠家的 Grid 系統安裝,更可依 Grid 系統,變更 FFU 結構尺寸設計。內部裝置擴散板.風壓擴散均勻,出風面風速平均穩定。金屬結構順風道內膽,永不老化.杜絕二次污染產生,表面光滑,風阻低.隔音效果優良。特殊入風口,風道設計,降低壓損與噪音的產生。馬達效率高,系統消耗電流低,節省能源成本。單相馬達,提供三段式調速,可依實際狀況調高或降低風速與風量。 1. 風機採用進口高效離心風機,具有長壽命、低雜訊、免維護、震動小、可無級調速等特性,風機質量可靠,工作壽命長達5萬小時或以上。   2. 特別適合於組裝成超凈生產線,可根據工藝需要布置為單台使用,也可將多台串聯形成100級流水裝配線。  3. 殼體結構選用不鏽鋼、鋁合金、覆鋁鋅板、冷軋鋼板材料製造,重量輕、抗腐蝕、防鏽、美觀大方。  4. 產品出廠前均按美國聯邦標準209E,METOME塵埃粒子計數器逐台掃描檢測,確保質量。 溫州升旭凈化工程有限公司專業承接空氣凈化工程、手術室凈化、GMP車間凈化、實驗室凈化、無菌室凈化、食品車間凈化、層流手術室凈化、廠房凈化、藥品車間等服務。

5測試目的

潔凈廠房無塵室測試目的是什麼呢?其中很大部分業主都是根據凈化工程最初的設想來完成測試的指標,當然這是最直截了當的目標及方法,畢竟我們在建設無塵室的意願也是如此,要達到我們的空氣潔凈度有需求。在單一流向型無塵室,風速測量的位置可由業主指定,一般是在濾網表面或是工作高度。但是需註明是濾網風速測量(濾網表面)或是無塵室室內風速測量(工作高度)。潔凈廠房,無塵室,潔凈室--潔凈廠房無塵室測試目的。
  無塵室被定義為具備空氣過濾、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以控制空氣懸浮微粒濃度,從而達到適當的微粒潔凈度級別。無塵室是指將一定空間範圍內之空氣中的微粒子、有害空氣、細菌等之污染物排除,並將室內之溫度、潔凈度、室內壓力、氣流速度與氣流分佈、噪音振動及照明、靜電控制在某一需求範圍內,而所給予特別設計之房間。
  氣流是控制潔凈度與溫濕度的最主要因素,它對噪音也有一些影響。因此風速測量,都是放在無塵室測試的第一步。風速測量的目的,是確認濾網送出的氣流滿足設計規範,其次是確認氣流的均勻度。在某些場合可能因現場的限制,室內換氣量還必須用風速乘以出口面積來換算。
  單一流向型無塵室,很多都是設計成垂直層流,因此風速均勻度非常重要,只有均勻的垂直層流,才能有效排除微粒污染。非單一流向型無塵室,由於微粒控制的觀念是稀釋,不是立即排除,一般而言其換氣量遠比風速重要,因此多只需要測量風量。

6氣流流動

無塵室的潔凈度往往受到氣流的影響,換言之,即人、機器隔間、建築結構等所產生的塵埃之移動、擴散受到氣流的支配。
無塵室系利用HEPA、ULPA過濾空氣,其塵埃的收集率達99.97~99.99995%之多,因此經過此過濾器過濾的空氣可說十分乾淨。然而無塵室內除了人以外,尚有機器等之發塵源,這些發生的塵埃一旦擴散,即無法保持潔凈空間,因此必須利用氣流將發生的塵埃迅速排出室外。
無塵室內的氣流是左右無塵室性能的重要因素,一般無塵室的氣流速度是選0.25~0.5m/s之間,此氣流速度屬微風區域,易受人、機器等的動作而干擾趨於混亂、雖提高風速可抑制此一擾亂之影響而保持潔凈度、但因風速的提高,將影響運轉成本的增加,所以應在滿足要求的潔凈度水準之時,能以最適當的風速供應,以達到適當的風速供應以達到經濟性效果。
另一方面欲達到無塵室潔凈度之穩定效果,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,特別是在壁面,氣流會延著壁面發生渦流作用,此時要實現高潔凈度事實上很困難。
垂直層流式方向要保持均一氣流必須:(a)吹出面的風速不可有速度上的差異;(b)地板迴風板吸入面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)均有渦流之現象發生,而0.5m/s之速度,氣流則較均一,目前(21世紀80、90年代)一般無塵室,其風速均取在0.25~0.5m/s之間。
影響無塵室的氣流因素很多,如製程設備、人員、無塵室組裝材、照明器具等,同時對於生產設備上方氣流的分流點,亦應列入考慮因素。
一般操作台或生產設備等表面的氣流分流點,應設於無塵室空間與隔牆板間距2/3之處,如此可使作業人員工作時,氣流可從製程區內部流向作業區,而將微塵帶走;若分流點配置在製程區前方,將成為不當的氣流分流,此時大部分的氣流將流至製程區之後,作業員操作所引起的塵埃將被帶到設備後面,工作台因而將受到污染,良率也勢必降低。
無塵室內的工作桌等障礙物,在相接處均會有渦流現象發生,相對地在其附近之潔凈度將會較差,在工作桌面鑽上迴風孔,將使渦流現象減少最低;組裝材料之選擇是否恰當、設備布局是否完善,亦為氣流是否成為渦流現象之重要因素。

7構成

無塵室的構成是由下列各項系統所組成(在所組成的系統分子中是缺一不可的),否則將無法構成一完整且品質良好的無塵室:
⑴天花板系統
包括吊杆(Ceiling rod)、綱梁(I-Beam或U-Beam)、天花板格子梁(Ceiling grid或Ceilingframe)。
⑵空調系統
包括空氣艙、過濾器系統、風車等。
⑶隔牆板(Partitional wall)
包括窗戶、門。
⑷地板
包括高架地板或防靜電地板、以及環氧自流平及滾塗地面。
⑸照明器具
包括日光燈、黃色燈管等。
⑹無塵室之建築主體構造
一般是用鋼筋或骨水泥,但無論是何種構造,必須滿足如下之條件:
A.不會因溫度變化與振動而發生裂痕;
B.不易產生微塵粒子,且很難附著粒子;
C.吸濕性小;
D.為了維持室內之濕度條件,熱絕緣性要高;

8用途分類

⑴、工業無塵室
——以無生命微粒的控制為對象。主要控制空氣塵埃微粒對工作對象的污染,內部一般保持正壓狀態。它適用於精密機械工業、電子工業(半導體、集成電路等)宇航工業、高純度化學工業、原子能工業、光磁產品工業(光碟、膠片、磁帶生產)LCD(液晶玻璃)、電腦硬碟、電腦磁頭生產等多行業。
⑵、生物無塵室
主要控制有生命微粒(細菌)與無生命微粒(塵埃)對工作對象的污染。又可分為;
A、 一般生物無塵室,主要控制微生物(細菌)對象的污染。同時其內部材料要能經受各種滅菌劑侵蝕,內部一般保證正壓。實質上其內部材料要能經受各種滅菌處理的工業無塵室。例:製藥工業、醫院(手術室、無菌病房)食品、化妝品、飲料產品生產、動物實驗室、理化檢驗室、血站等。
B、 生物學安全無塵室:主要控制工作對象的有生命微粒對外界和人的污染。內部要保持與大氣的負壓。例:細菌學、生物學、潔凈實驗室、物物工程(重組基因、疫苗製備)

9污染源

1、發塵量
無塵室內的發塵量,來自設備的可考慮通過局部排風排除,不流入室內;產品,材料等在運送過程中的發塵與人體發塵量相比,一般極小,可忽略;由於金屬半壁(彩鋼夾心板)的應用來自建築表面的發塵也很少,一般佔10%以下,發塵主要來自人,佔90%左右。在人的發塵量上,由於服裝材料和樣式的改進,發塵絕對量也不斷減少。
A、材質:棉質發塵量最大,以下依次為棉、的確良、去靜電純滌綸、尼龍。
B、樣式:大掛式發塵量最大,上下分裝型次之,全罩型最少;
C、活動:動作時的發塵量一般達到靜止時間3-7倍;
D、清洗:用溶劑洗滌的發塵量降至用一般水清洗的五分之一。
室內維護結構表面發塵量,以地面為準,大約相應8平方米地面時的表面發塵量與一個靜止的人的發塵量相當。
2、發菌量
工作人員產生的污染
1)皮膚:人類通常每四天完成一次皮膚的完全脫換,人類每分鐘脫落約1000片皮膚(平均大小為30*60*3微米)
2)頭髮:人類的頭髮(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、硅土、纖維素、各種化學品和細菌。
5)人類靜止和坐立每分鐘將產生10000個大於0.3微米的微粒。
6)人類在頭部和軀幹做動作時每分鐘將產生1000000個大於0.3微米的微粒。
7)人類以0.9m/s的速度行走時每分鐘將產生5000000個大於0.3微米的微粒。
分析國外試驗資料可以認為
⑴ 無塵室內當工作人員穿無菌服時:
靜止時的發菌量一般為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 據國內事例:
⑹ 手術中人員發菌量 878個/ min.人
所以,可知無塵室內無菌衣人員的靜態發菌量一般不超過300個/ min.人,動態發菌量一般不超過1000個/ min/人,以此作為計算依據是可行的。

10如何防止微粒子污染

在電子元件製品的製造過程中,微粒子污染對成品率有重大影響,故應在過程中嚴格控制微粒子的數量,遵守「不攜入、不發生、不儲備、除去」四項基本原則以防止微粒子污染。
  無塵室內的浮遊微粒子濃度,使用高性能的過濾器即可容易達到零水平,實際的生產現場由於作業者、機器、周邊機械的發塵及基板運送時所接觸的零件材料的發塵等,在製造品周邊揚起了少許的微粒子,因而造成了元件清潔面的粒子污染。
  無塵室內該如何防止微粒子污染呢?應遵守下列四項基本原則:
  1)不攜入
  在無塵室內不攜入微粒子的方法有:
  作業員進入無塵室前,機台、零件攜入前應進行清潔處理;
  進入無塵室者在更衣室要穿著不發塵、不產生靜電的具特殊導電性纖維材質的無塵服、帽、鞋、手套、口罩等。
  通過風淋室時利用高速乾淨空氣除去附在衣服表面的粒子后,才能進入無塵室。
  機器及材料帶進無塵室前,應儘可能在密封狀態下帶進無塵室前室保養後用超純水擦拭,經風淋室吹淋后才進入無塵室。
  無塵室中須全程穿戴密閉式安全帽及佩戴附有filter的排氣用小型fan於腰間。
  2)不發生
  在控制最大污染源--人在無塵室內的微粒子發塵量的同時,也應控制第二大污染源—製造機台的發塵量。因物品在移動時,所產生的摩擦及接觸剝離會造成發塵,而物品在移動時也會有微粒子的發生。故為了控制發塵量達到最小限度應採取以下對策:
  減少接觸剝離發塵的動作形態;
  採用磨耗發塵小的材質;
  採用發塵小的潤滑油;
  機台應用空壓浮上的非接觸化工作原理。
  3)不儲備
  若能徹底實施「不攜入」技術,無塵室內的潔凈度就可以維持。但現實中人和物品的頻繁出入及製造機台的掣動,在廣大的無塵室內要有完全潔凈度是不可能的。因此「不儲備」技術快速地在過濾器中應用以除去已發生的微粒子變得非常重要。通常已發生的微粒子會依據重力及靜電吸附力而停留在周邊的物體表面。突發性的振動及不穩定的氣流會使這些累積微粒在空氣中再度揚起,增加了重大微粒子污染的危險性。
  在最高等級的無塵室中從天花板到地面,完全除去微粒子的空氣須在0.3-0.4m/s的速度作垂直向下流動。這是在約10秒內將室內空氣和完全過濾空氣完全交換所計算出來的數值。同時,空氣的流向也必須要有精確的控制才行。特別要保證氣流的流通路徑暢通無阻,因為在流通路徑中有障礙物的話,容易產生空氣空氣渦流而形成空氣的滯留區域,使得附近已發生的微粒子無法快速排除而長時間漂流在無塵室內,而一部分會附著在周邊機器設備的表面而引起污染。
  控制氣流可防止微粒子累積,但對於帶電錶面的微粒累積就無法防止。為了防止由靜電吸附而引起的微粒附著,通常在無塵室內會使用帶電程度在數十伏以下的導電性材料。而對於製造品本身的帶電,則採用帶電程度很少的搬送形態及接觸部品材料,並藉由除電裝置進行除電。
  4)排除/除去
  在無法避免大量微粒子發生的機台中,為了不讓無塵室內產生微粒子,因此直接做對外排氣的動作,即所謂的局部排氣。針對排氣的對策如下:由於導入同量的外氣是必要的,但會伴隨大量的能源消耗。所以無法說是絕對理想的對策。因此儘可能地在壓縮排氣量的同時,不僅僅是向無塵室外排氣,負離子檢測儀而應採用將除去粒子后的空氣再迴流到無塵室內之對策。

11特性

(l)耐久性;⑵成本; ⑶適應性; ⑷可維護性;⑸清洗。
清洗
在製藥和生物工學工業,無塵室的牆壁需要有容易被清洗和擦拭,直到防止濾過性病毒或細菌的污染之特性。在 biotech 市場,清洗真正地是一個最重要的企業。
適應性
一些廠商認為適應性可節省一筆金錢,而適應性意指系統可任意移動或改變而不會招致極大的損失。C/R 的擁有者和設計者的能力為改變一 C/R的關鍵,所以他們從不將最初的設計定型。

維護性

對無塵室 C/R 而言,較嚴格要求的部分為地板、天花板,以及牆壁的部分。至於維修的問題,對材料的選擇是否容易清潔性及維修性都應有其優先順序。在應用力面、天花板、地板及牆壁三者之中最重要的為天花板,其包含 HEPA 及 ULPA 等濾網,其可過濾掉房間的微粒子,且其常會因各個不同的需要,便其分開來,供應各個不同區域的小房間,曾有人說 :若建造之預算因某種原因被限制,除了少數的小錢外,其天花板將趨於更貴的地步,其實天花板是一個頗複雜的系統其必須嚴格地過濾粒子,故其設計必須精確。
許多了解無塵室的人都贊同,第一次擁有無塵室的擁有者,應使用較好之C/R 建築或工程設計公司或了解建築 C/R 設計之建築承包商若假設他們不了解, 則必會浪費一大筆不必要花的錢,故選擇一建造C/R 的公司也是非常重要的。
對 C/R 而言,其選擇地板的材料也是很重要的。低廉的 C/R 地板覆蓋著一層乙烯基在薄板上,若太硬的地板覆蓋會引起塵埃,而太軟的地板會造成地板彎曲甚致破裂,但並不是所有 C/R 的地板,都會覆蓋,乙烯基。有些地板是沖孔式、格子式,而全面層流都是沖孔式。
乙烯基有一作用即脫氧,但高濃度乙烯基與其它物若混合的話將會有減低脫氧的效果,而無塵室的牆若以鋁作為材料則將會非常昂貴,但鋁卻可以保護牆面不被空氣所氧化,可是卻易受酸性氣體的侵蝕,而避免的方法是使用電鍍,便鋁表面增厚,不易氧化,再在鋁表面上再塗上一層亮光漆即可防止金屬氧化。
對於半導體工業而言,無塵室是一必要且不可缺之設備,其對空氣中的粒子要求非常之嚴格,故對天花板、牆壁、地板的要求亦非常嚴格。地板是人員、台車及重量的運輸,而清除地板所用者大部分為消毒藥品及化學藥品,當我們看見地板磨損時,也就是使用期已太久,快破裂了,不僅會使得清靜度的降級,也會因地板的磨損而發生空氣中粒子的增加。
另外,C/R最怕的就是粒子泄漏。天花板中的濾網有很多種。例如層流式 C/R 而花板的組成組件包含了HEPA/ULPA 濾網組燈光組亦有可能包含空白的嵌板,這類型的天花板優點為,放置方式並沒有嚴格的限制。
C/R 之牆壁還有一種是以薄鋼製成,但必須在表層塗上一層保護層,否則亦會腐蝕,它並不容易電鍍,而在表層塗上的保護層會變得易碎,很容易剝落,但若選擇高質量的不鏽鋼,就不必塗上保護層7,而使用玻璃作的 C/R 會使得房間的光線大增,以及美觀,但必須塗上一抗紫外線的障礙物,且可以視覺互通,較不會產生幽閉恐懼症。

12空調選用

本篇文章所討論到問題就是選用清凈室之 AHU 所應考慮到的問題。對每個工程師或設計師而言,選用清凈室的空調系統大概是最複雜的問題之一,因為清凈室之空調條件要比平常的空調區間來的複雜且較嚴格,人都用於醫院、藥品製造、精密電子零件製造場等。
選用正確的設備是設計者應盡的義務。本篇文章將其分成幾個部分作討論,吾將其作為整理後作成下列報告。
(一) 就政府法令而言
各個國家政府對清凈式的設計條件要求不同,應注意設計時政府之時令。設計清凈室之 AHU 應府合 FDA 法規或 EPA 排放空氣法則。IAQ 已漸漸被重視,設計時應注意 IAQ 之法規。視使用場合而定,過濾方法又可分成機械過濾法與化學過濾法。初級過濾,中級過濾,高效過濾與無菌的環境以機械過濾法即能達成。為達到排氣之環境要求化學洗滌器 (scrubber) ,焚化爐或更多的機械及化學過濾設備必需被應用。活性碳或高錳酸鹽能有效達到化學過濾的要求。
(二) 就成本而言
在一些外表特殊的建築物中,那些增加的設計和設備使用的費用在長期的利益中須作正確的判斷。在一些特別的應用上,通常都習慣設計兩至三次的過濾以達到所要求的狀態。傳統的清凈室若遇上要求較為嚴格的部分時,設計必須有許多額外加價的部分。清凈室應盡量避免停機的現象,在建造的成本里必須注意耐久性及可*度。在風門調整上,設計者設計時,對溫度及濕度的要求不同,就像是在設計人們的居住環境一般。在居住環境中,停機期和溫濕度上的要求較放置設備上來得高。所以質量上及所提供的服務成果是不能忽視的。在特殊的清凈室傳送或接收的設備,在錯誤修改應用上費用是比 較昂貴的,且若不能與設計圖上一樣,可能會無法執行。在設計特殊的清凈室時,建築的成本中包括運轉成本,而運轉成本又包括須能持續運轉的馬達成本及修護成本。成本的歸納有裝置費,持續運轉費,維修費。計算運轉成本必須考慮到能量的消耗及效率的高低。就高效率或新機台啟動前,會先引進外氣,這樣對旋轉的原動力、交流板、排氣的管路和空氣迴流混合系統中,長期使用可保持較高的效率。在操作上和持續運轉費用上必須考慮是否提高整個的設備費用。
(三) 就工作參數設定而言
特有的溫度、濕度噪音、振動及運作的環境要求下,大部分將影響到設備的選用。就某些實例而言,溫濕度的設定 點在可接受的範圍內必須要維持在一個長時期或較完整的環境及過程。清凈室的加熱力法可用熱水、水蒸氣瓦斯和電能,可用冰水,乙醇或冷媒冷卻。使用水蒸氣、注射器、噴霧器及滲透的方法可以加濕。當評估加濕的來源時,特別要注意的是加濕過程和加濕的方法是否保證清潔。典型的清凈室通風管理裝置使用一個有吸收力或吸附力的物質去除大氣中的濕氣或使用低溫乙醇螺管系統去濕。溫濕度設定后,就必須考慮空氣流量參數是否滿足所需。典型的清凈室必須維持在大氣常壓下。因此房內之壓力及體積之值必須適當予以控制。風扇的噪音與震動必須被考慮上去。適當的裝配器材及馬達轉速可避免不必要的噪音和振動。風扇結構可使用皮帶驅動或直接驅動。風速控制及可變頻率控制可以依體積需要來決定噪音及振動的限度。最普通的減振方法為裝置彈簧基座、固定基座及將空調箱遠離。常用的聲音衰減器有可動式地板、緩衝機和風扇彎曲度及伸縮度控制。聲音衰減器隔離風扇和設計成薄的特性,可降低幾度音階結合。除了粒子的控制之外,特別要考慮的有(a)帶細菌的操作過程,(b)腐蝕物或有毒的化學物品,(c)揮發性或易爆發的藥劑,(d)還有室內及排氣的空氣質量,(e)安全,(f)設備壽命和保養能力等。
(四) 就建築考慮方面
空間的使用率會影響 AHU 的實際大小。保養門和通路儀錶板的位置必須謹慎地決定,特別是位於小空間的設備。應防止表面凝結,除了涉及濕氣作用和凝結在設備的外部之外,濕氣對於空氣傳遞設備內部構成要素也有不利的影響,混氣對內部構成也有不利影響,將使壽命縮短,成本提高。濕氣作用將會散布弊病和污染物,便得效率低的令人害怕。減低建築物的腐蝕物質和鋁、不鏽鋼或塗上一層合金,可以使用上列物質使清凈室壽命增加。設計設備空間時,應保留適當的通路,以備打掃或維修用。對於銅製的、不鏽鋼制和鋁製的盤管,應注意那種場合適用那些盤管。
(五) 就管理合成物的規格方法
詳述一 C/R 的 AHU 是一個極大的工作,並完全增加探討和了解這加工方法能夠提供其範圍於 C/R環境,可使用的操作上和地理性的參數運用上也必須被估量。
有專業和有經驗的 AHU 廠商能夠協助使用者在使用上的複雜細節以使機器不會過量設計,此項重點在 C/R 設計階段即應詳加註意。
其要求是否容易對材料的選擇而言天花板中的濾網有許多種,其最怕的就是粒子泄漏。

13潔凈標準

(GB50073-2001)
空氣潔凈度等級(N)
大於或等於所標粒徑的粒子最大濃度限值(個/每立方米空氣粒子)
0.1 um
0.2 um
0.3 um
0.5um
1um
5 um
ISO Class 1
10
2




ISO Class 2
100
24
10
4
ISO Class 3
1 000
237
102
35
8
ISO Class 4
10 000
2 370
1 020
352
83
ISO Class 5
100 000
23 700
10 200
3 520
832
29
ISO Class 6
1 000 000
237 000
102 000
35 200
8 320
293
ISO Class 7

352 000
83 200
2 930
ISO Class 8

3 520 000
832 000
29 300
ISO Class 9

35 200 000
8 320 000
293 000
註:由於涉及測量過程的不確定性,故要求用不超過三個有效的濃度數字來確定等級水平。

14維護管理

潔凈技術在近20年發展迅速,各種規模、不同等級的無塵室在電子、精密機械、航天、醫療、食品、化妝品、生物製藥等行業發揮著日益重要的作用,為提高產品質量、開發高新產品做出了重要貢獻。無塵室如果設計是正確、合理的,施工建造是高質量的,但在運行維護管理中不科學、不嚴格、必將使無塵室的空氣潔凈度逐漸下降,造成實際生產環境中的多項指標偏離規定要求,從而產品質量下降,甚至不合格。
無塵室人員管理,制定專職管理人員的職責、無塵室人員的准入制度、人員培訓教育規定、進入無塵室人員的「人凈程序」管理。物流管理,物料進入、各類設備進入,以及相關設備、管線的維護管理,應做到不得將微粒、微生物帶入室內。潔凈度管理,包括潔凈服採購和製作、潔凈服使用管理、潔凈服的清洗規定等。清掃、滅菌管理,對於無塵室內的各種設備和設施的清掃滅菌方法,周期和檢查作明確的規定,防止、消除無塵室內塵粒、微生物的產生、滯留及繁殖。嚴格各類設備、設施的維護管理,制定相應的操作規程,保證各類設備、設施按要求正常運轉,包括凈化空調系統、各類水電系統、生產工藝設備和器具等,以確保產品生產工藝要求和空氣潔凈度級別。
監控無塵室在使用過程中正常的運行和維護,應對室內的運行狀況及相關設施進行定期檢查。如:在規定的時間、地點,用粒子計數器測定控制粒徑的微粒數;在規定時間、地點測定沉降菌落數或浮遊菌數等;溫濕度方面,在規定的時間、地點測定和核對連續測定記錄;測量凈化空調系統的高效過濾器的壓差,檢查空氣過濾器是否堵塞、安裝的密封墊是否完好或過濾器損壞引起的泄露情況,使用風速計檢查局部排風裝置的風量;使用雜訊測定儀在規定的時間、地點測定雜訊值;檢查送風機軸承、送風機的運行狀態、塵埃和污物,以及送、迴風管道內部和送風口的腐蝕及污垢等情況;無塵室內是否保值清潔、頂棚和牆面是否有裂縫或腐蝕;塗敷狀態、機械和設備類有沒有異常現象等,必須逐個列表檢查,不能遺漏任何一項;使用照度表在規定的時間、地點測定照度值;使用壓差表測定無塵室內外的靜壓差。
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