单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,无尘车间培训教材,1,摘 要,一、洁净室根底知识,1.洁净室定义,2.相关术语,3.洁净等级标准,4.感性认知,三、洁净室管控手段,1.,监测采样,2.,制定监测表,二、洁净室设计简介,1、洁净室分类形式,2、洁净室设计根底,气流组织型式及换气次数,滤网过滤流程,送风量及FFU数量计算,滤网寿命,温湿度控制,正压,四、洁净室人员管理,1,、洁净室最主要的污染源,发尘源及量,人的污染,-,发菌量,2,、洁净室人员管理规定,2,洁净室之定义,洁净室(CleanRoom),也称为无尘室。洁净室是指能将一定空间范围内之空气中的悬浮微粒、细菌等污染物排除，并将室内之温湿度、洁净度、压力、气流速度及静电等影响生产之环境因素控制在某一设计需求范围内，而给予特别设计的房间。亦即不管外面空气条件如何变化，其室内均能具有维持所设定的洁净度、温湿度及压力等生产所需环境因素性能的特性。因此，洁净室是保证诸如医药、半导体、太阳能电池板等对环境要求较高之行业进行批量生产所必备之条件要求。,3,相关术语,悬浮微粒,：一般指悬浮于空气中的固态和液态微粒，其粒径尺寸范围约在,0.1,5m,之间。,洁净度,：用以表征单位体积空间内空气中所含微粒大小及数量的多少，是区分空间洁净程度的标准。,气闸室,：设置在洁净室出入口，阻隔室外或邻室污染气流和压差控制而设置的缓冲间。,风淋室：气闸室的一种，通过安装风机、过滤网及控制系统等对入室人员进行周身吹扫通道，它是减少外来污染的有效途径之一。,洁净工作服,：为把工作人员产生的粒子限制在最小程度所使用的发尘量少的洁净服装。,高效空气过滤器,HEPA,：在额定风量下，对粒径大于等于,0.3m,粒子的捕集效率在,99.9%,以上及气流阻力在,250Pa,以下的空气过滤器。,超高效空气过滤器,：在额定风量下，对粒径,0.1,0.2m,粒子的捕集效率在,99.999%,以上及气流阻力在,280Pa,以下的空气过滤器。,4,洁净度等级标准,国家标准,GB50073-2001,式中：,C,n,大于或等于要求粒径的粒子最大允许浓度,(pc/m,3,),。,Cn,是以四舍五入至相近的整数，有效位数不超过三位数。,N,洁净度等级，数字不超出,9,，洁净度等级整数之间的中间,数可以按,0.1,为最小允许递增量。,D,要求的粒径,(,m),。,0.1,常数，其量纲为,m,。,5,美国联邦标准USA Federal Standard209E1992年,1m3=35.3ft3。,对照我国标准及美国标准可以看出，我国的3级标准与美国的1级标准相当。从而可以看出随着半导体行业从um量级向nm量级开展的过程中，洁净室等级要求也越来越高。,但目前半导体行业中普遍采用的均为千级6级或万级7级，只有局部区域的高自动化作业才要求百级5级甚至更高。,6,一般微粒粒径比照,0.3,m 微尘粒径,人类头发,(15,m),肉眼可视,(5,m),感性认知,7,1,000,10,000,外大气层,大气层,田园地带,街市区,10,000,000,1,000,000,100,000,工业地带,一般自然界气体等级,感性认知,8,1.,乱流式,非,单,方向流方式,空气由空调箱经风管与洁净室内之空气过滤器(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那么之乱流或涡流状态。此型式适用于洁净室等级1,000-100,000级。,优点：构造简单、系统建造本钱低，洁净室扩充比较容易,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。另外假设系统停止运转再激活，欲需到达设定要求之洁净度，往往须耗时相当长一段时间。,洁净室之分类(按形式,9,乱流式典型结构形式,适用洁净等级,1,000-100,000,级,10,2.,层流式,层流式空气气流运动成一均匀直线形，空气过滤器进入室内，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求较高之环境使用，一般其洁净室等级为Class 1100。其型式可分为二种：,(1)水平层流式：水平式空气自过滤器单方向吹出，由对边墙壁之回风系统回风，尘埃随风向排出室外，一般在下流侧污染较严重。,优点：构造简单，运转后短时间内即可到达要求，稳定运转。,缺点：建造费用比乱流式高，室内空间不易扩充。,(2)垂直层流式：空气由上往下吹，可得较高之洁净度，在制程中或工作人员所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，天花板之吊架相当占空间，维修更换过滤器较麻烦。,垂直单,方向流方式,FFU,11,层流式典型结构形式,适用洁净等级,1-100,级,12,3.,复合式,混流方式,复合式为将乱流式及层流式予以复合或并用，可提供局部超洁净之空气。,(1)洁净隧道(Clean Tunnel)：以HEPA或ULPA过滤器将制程区域或工作区域100%覆盖使洁净度等级提高至10级以上，可节省安装运转费用。此型式需将作业人员之工作区与产品和机器维修予以隔离，以防止机器维修时影响了工作及品质。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。,(2)洁净管道(Clean Tube)：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，少量之送风即可得到良好之洁净度，可节省能源，不需人工的自动化生产线为最适宜使用。药品、食品业界及半导体业界均适用。,(3)并装局部洁净室(Clean Spot)：将洁净室等级10,000100,000之乱流洁净室内之产品制程区的洁净度等级提高为101000级以上。,13,复合式典型结构形式,适用洁净等级,10-100000,级并装,14,空气洁净度,100,级,10000,级,100000,级,大于,100000,级,气流流型,垂直单向流,水平单向流,非单向流,非单向流,非单向流,气,流,组,织,型,式,主要,送风,方式,1.,顶送,(,高效过滤器占顶棚面积,60%)2.,侧布高效过滤器顶棚设阻尼层送风,1.,侧送,(,送风墙满布高效过滤器,)2.,侧送,(,高效空气过滤器占送风墙面积,40%),1.,顶送,2.,上侧墙送风,1.,顶送,2.,上侧墙送风,1.,顶送,2.,上侧墙送风,主要,回风,方式,1.,相对两侧墙下部均布回风口,2.,格棚地面回风,1.,回风墙满布回风口,2.,回风墙局部布置回风口,1.,单侧墙下部布置回风口,2.,走廊回风,(,走廊内均布回风口或端部集中回风,),1.,单侧墙下部布置回风口,2.,走廊回风,(,走廊内均布回风口或端部集中回风,)3.,顶部布置回风口,(,有粉尘和有害物质的洁净室除外,),1.,单侧墙下部布置回风口,2.,走廊回风,(,走廊内均布回风口或端部集中回风,)3.,顶部布置回风口,(,室内粉尘量大和有害物质的洁净室除外,),送风量,气流流经室内断面风速,(m/s),不小于,0.25,不小于,0.5,换气次数,(,次,/h),不小于,25,不小于,15,不小于,12,气流组织型式及换气次数,洁净室设计根底,15,气流流型及换气次数,摘自,GB50073-2001,16,洁净室设计根底,比色法效率测试:,比色法效率也称ASHRAE美国采暖、制冷与空调工程师协会标准效率，试验尘源为高浓度标准人工尘，测量尘源为大气尘。“量“为测量阶段采样滤纸的通光量。每经过一段发尘试验，测量不发尘时过滤器前后采样滤纸通光量的差异，用特定计算方法得出所谓过滤效率“。比色法效率是试验全过程各测量阶段效率依发尘阶段发尘量的加权平均值。,99.99%0.3um,Pre-filter,HEPA,filter,Bag-filter,95%15um,9095%,99.99%0.3um,HEPA,filter,FAN,Filter,HEPA/,ULPA,CR,99.999%0.10.3um,0.3,m,0.5,m,1,m,0.1,m,肉眼可见,5,m,工作区域,头发断面,15,m,过滤网设计,17,送风量及,FFU,数量计算,1.洁净室的新鲜送风量应取以下两项中的最大值:,a.补偿室内排风量和保证室内正压值所需空气量之和Q1;,b.保证洁净室工作人员所需足够的新鲜空气量Q2(依据每人每小时新风量不小于40m3);,Q=Max(Q1&Q2)或 Q=Max(Q1&Q2)+Q泄漏量,Q泄漏量=A(P)0.5,-泄漏系数,A-泄漏面积,P-压差;,2.FFU数量=QS/QFFU额定风量,QS=V*ACH(V-房间体积;ACH-换气次数.),18,滤网的使用寿命,当过滤网到达额定容尘量的时候即需要更换.,T=P/N1*10-3Qt,T-过滤器使用寿命；d,P-过滤器容尘量;(g),N1-过滤器前空气含尘浓度;(mg/m3),Q-过滤器的风量;(m3/h),t-过滤器一天的工作时间;(h),-计算过滤器的计重效率.,此外、在以下任何一种情况下，应更换高效空气过滤器:,1 气流速度降到最低限度。即使更换初效、中效空气过滤器后，,气流速度仍不能增大。,2 高效空气过滤器的阻力到达初阻力的1.52 倍。,3 高效空气过滤器出现无法修补的渗漏。,19,无尘室,初,级滤网,預冷,盘,管,預,热盘,管,加,湿,器,截水器,冷,却盘,管,加,热盘,管,初,级滤网,送,风机组,中,级滤网,逆止,风门,外气空调箱,温湿度控制,20,通常无尘,室均,需,維持正,压,以防止,外部,污染,流入,并有利于内部微尘的排出,。,正压值一般遵循以下两条设计：,1、不同等级的洁净室以及洁净区与非洁净区之间的压差，应不小于5Pa；,2、洁净厂房室内与室外的压差应不小于10Pa，一般为1020Pa。,(1Pa=1N/m,2,),正,压,Class1K,P1+10Pa,Class10K,P1+5Pa,+,P1=P+1020Pa,P,CR,外界,21,洁净室管控手段,制定监测表,22,1、方法,计数浓度法,2、仪器,光散射粒子计数器,3、采样点布置,a采样点一般在离地面0.8m高度的水平面上均匀布置。,b采样点多于点时，可以在离地面0.8m1.5m高度的区域内分层布置,4、最小采样量,测试采样,面积,m2,洁净度级别,1000 10 000 100 000,10 2,3 2 2,10,20 4 2 2,20,40 8 2 2,40,100 16 4 2,100,200 40 10 3,200,400 80 20 6,400,1000 160 40 13,1000,2000 400 100 32,2000 800 200 63,23,1、产品及设施,无尘室内的发尘量，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；,由于金属墙壁彩钢夹心板的应用来自建筑外表的发尘也很少，一般占10%以下。,2、人,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，发尘绝对量也在不断减少。,A、材质：棉质发尘量最大，以下依次为确实良、去静电纯涤纶、,尼龙；,B、样式：大挂式发尘量最大，上下分装型次之，全罩型最少；,C、活动：动作时的发尘量一般到达静止时间3-7倍；,D、清洗：用溶剂洗涤的发尘量降至用一般水清洗的五分之一。,发尘源及量：,洁净人员管理,24,1、人员产生的污染：,1皮肤：人类通常每四天完成一次皮肤的完全脱换，人类每分钟脱落约1000片,皮肤平均大小为30*60*3微米,2头发：人类的头发直径约为50100微米一直在脱落。,3口水：包括钠、酶、盐、钾、氯化物及食品微粒。,4日常衣物：微粒、纤维、硅土、纤维素、各种化学品和细菌。,5人类静止和坐立每分钟将产生10000个大于0.3微米的微粒。,6人类在头部和躯干做动作时每分钟将产生1000000个大于0.3微米的微粒。,7人类