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1、洁净室系统介绍,洁净室系统介绍,1,目录 洁净室的定义及级别划分 洁净室的分类 洁净室的构造 洁净室的主要控制参数 洁净室主要设备介绍 洁净室的能耗和节能,洁净室的定义及级别划分,2,1.洁净室定义 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、细菌等之污染物排除，并将室内之温湿度、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，而所给予特别设计之房间。,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之洁净度、温湿度及压力等性能之特性。,洁净室的定义及级别划分,3,2.洁净室等级划分 关于洁净室的等级世界各国均有自己的规定，现在仅介绍两
2、种应用比较普遍的划分方法，并给出ISO 14644-1及美国联邦209E对照表 以1ft3（立方英尺）为单位空间，直径0.5um的尘埃粒子为比较标准，即,洁净室的定义及级别划分,4,美国联邦209E以1m3为单位空间，直径0.5um的尘埃粒子为比较标准，即洁净室等级以“M”字头表示，如M1、M1.5、M2.5、M3以此类推，M字母之后的阿拉伯数字是以每立方公尺中0.5um的微尘粒子数目以10的幂次方表示，并取指数为之，若微尘粒子述介于前后二者完全幂次之间，则以1.5、2.5、3.5表示,洁净室的定义及级别划分,5,3.洁净度的计算公式 C=10N（ 0.1 ）2.08 其中： C大于或等于要求
3、粒径的例子最大允许浓度（pc/m3） N 洁净室等级，数字不超过9，洁净度等级间整数之间数可以按照0.1为最小允许递增量 D要求的粒径，其值为0.15.0 0.1为常数，其量纲为um,洁净室的定义及级别划分,6,ISO14644-1（国际标准）,洁净室的定义及级别划分,7,各国洁净度等级近似对照表,洁净室的分类,8,洁净室的分类一般有运行状态、气流组织及用途三种依据，即，,洁净室,运行状态,气流组织,用途,空态,静态,动态,单向流,乱流,混合流,矢流,工业洁净室,生物洁净室,一般生物洁净室,生物学安全洁净室,水平单向流,垂直单向流,洁净室的分类,9,1.按照运行状态分类 空态已经建造完成并可以
4、投入使用的洁净室（设施）。它具备所有有关的服务和功能。但是，在设施内没有操作人员操作的设备。 静态各种功能完备、设定安装妥当，可以按照设定使用或正在使用的洁净室（设施），但是设施内没有操作人员。 动态处于正常使用的洁净室，服务功能完善，有设备和人员；如果需要，可从事正常的工作。,洁净室的分类,10,2.按照气流组织分类 单向流洁净室，又称层流（Laminar）、活塞流等。 空气气流运动成一均匀直线，空气由覆盖率100%的过滤器进入室内，并由高架地板或者两侧隔墙板回风，此形式适用于洁净室等级需求较高的环境，一般洁净室等级为Class 1100。其又可以分为两种形式，即， a.水平单向流：水平式空
5、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。一般在下侧污染较严重。 优点：构造简单，运行后短时间内即可变成稳定。 缺点：建造费用高，室内空间不易扩充。,洁净室的分类,11,b.垂直单向流：房间天花板完全以ULPA过滤器覆盖，空气由上往下吹，可得到较高的洁净度，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他工作区域。 优点：管理容易，运转开始短时间内即可达到稳定状态，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。,洁净室的分类,12,乱流洁净室：空气由空调箱经风管与洁净室内之过滤器（HEPA
6、）进入洁净室，并由洁净室两侧隔离墙板或高架地板回风。气流非直线型运动而呈不规则之乱流或涡流状态。此形式适用于洁净室等级1000-100000级。 优点：构造简单、系统建造成本低，洁净室扩充比较容易，在某些特殊场合可并用无尘工作台，提高洁净等级 缺点：乱流造成的微粒子在室内空间漂浮不易排出，易污染制程产品。另外，若系统停止运转再激活，需要较长一段时间才能达到需求洁净度,洁净室的分类,13,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涉及的净化级别的时间。 换气次数=房间送风量/房间体积，单位是次/小时。换气次数的大小不仅与空调房间的性质有关，也与房间的体积、高度、位置、送
7、风方式以及室内空气变差的程度等许多因素有关，是一个经验系数。,洁净室的分类,14,复合式洁净室（Mixed Type ），又称混合流洁净室，为将乱流式和层流式予以复合或并用，可提供局部超洁净的空气。 a.洁净隧道（Clean Tunnel）：以HEPA或者ULPA过滤器将制程区域或工作区域100%覆盖，使洁净度等级级提高到10级以上，可节省安装运转费用 此形式需将作业人员的工作区域与产品和机器维修予以隔离，以避免机器维修时影响了工作和品质，ULSI制程常用此种形式。 洁净隧道另有两项优点：A.弹性扩充容易 B.维修设备时可在维修区请以进行。 b.洁净管道（Clean Tuube）：将产品流程经
8、过的自动生产线包围并净化处理，将洁净度等级提高至100级以上。因产品和作业人员及发尘环境隔离，少量送风即可得到良好之洁净度，可节约能源，不需要人工的自动化生产线最适宜使用。药品、食品工业及半导体业界均适用。,洁净室的分类,15,c.并装局部洁净室（Clean Spot）：将洁净室等级10000100000之乱流洁净室内的制程区的洁净度等级提高为101000级以上以为生产之用；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Class 1100级 洁净工作棚：为在乱流式洁净室内以防静电之透明塑料布围城以小空间，采用独立的HEPA或ULPA及空调送风机组而成为一较高等级的洁净空间其等级
9、为101000级，高度在2.5m，覆盖面积在10m2以下，四支支柱并加装活动轮，可为弹性运用。,16,矢流洁净室：由扇形高效过滤器圆心沿各方向半径送出的具有相同速度的矢量流，应用这种气流的洁净室称为矢流洁净室。此类洁净室理论研究不多，并且应用实例较少，大多在欧美。 矢流洁净室的净化原理不同于乱流的稀释作用，也不同于单向流的活塞作用。它是靠流线（迹线） 不交叉的气流斜推作用，将室内空气排出室外，已达到净化的目的。国内外研究表明，它可以达到ISO5级，在某些场合可替代单向流洁净室。,洁净室的分类,17,洁净室的分类,不同洁净级别洁净厂房的送风量、冷量投资耗电的指标,18,洁净室的构成是由下列各项系
10、统所组成，在所组成的系统分子中是缺一不可的，否则将无法构成一完整且品质良好的洁净室。 1.天花板系统：包括吊杆（Celing rod）、纲梁（I-Beam或U-Beam）、天花格子梁（Ceiling grid或Ceiling frame）。 2.空调系统：包括空气仓、过滤器系统、风车等。 3.隔墙板系统（Partitional wall）：包括窗户、门。 4.地板：包括高架地板或防静电舒美地板（华夫板） 5.照明器具：包括日光灯、黄色灯管等。,洁净室的构造,19,洁净室的构造,20,洁净室之建筑主体构造，一般是用钢筋混凝土或骨水泥，但无论是何种构造，必须满足如下条件： A.不会因温度变化与振动
11、而发生裂痕 B.不易产生微尘粒子，且很难附着粒子 C.吸湿性小 D.为了维持洁净室内之温湿度条件，热绝缘性要高,洁净室的构造,21,1.天花板 特点功能： 由轻质合金铝料构成，重量轻，负荷强度高一级变形量低的特点。能承载以及配合其他相关系统的操作，如过滤风扇、洒水喷头等。 用途： a.彩钢板吊顶：级别较低无尘室 b.Ceiling Grid系统 铝合金龙骨+盲板系统，用于高级别无尘室 铝合金龙骨表面经阳极化处理,洁净室的构造,22,2.空调系统 控制洁净车间温湿度、洁净度及压力的系统。室外空气经过空调器处理后，由风机经风管 送入各个房间。 MAU（新风机组）+FFU（风机过滤单元）+（干盘管）
12、,洁净室的构造,23,.隔墙板：双层净化板 特点功能： 采用优质钢板及特殊层钢板，内夹高密度聚氨酯。 优点：节能、环保、经济美观保温、隔热性能好；整体刚性好，承载力高；连接合理简便，施工费用低 常用材料为：彩钢夹芯板 按照夹芯材料的不同分为： a.岩棉夹芯板：防火性能佳 b.聚苯乙烯夹芯板：经济 c.蜂巢板（铝蜂巢、纸蜂巢及陶瓷蜂巢）：强度好,洁净室的构造,24,4.地板：环氧树脂、PVC地面 优点：附着力强、无缝、防尘、防潮、耐油污、韧性好、强度高、耐磨、耐化学腐蚀、耐化学品液、易清洁、保养容易、达镜面效果。 地板类型 环氧自流平EPOXY PVC地砖 高架地板 a.冲孔板：开孔率17%25
13、% b.隔栅板板：40%50% c.盲板：不开孔,洁净室的构造,25,5.照明： 主要作用是使工作活动清晰可见，从而形成安全、舒适、有效的工作条件 包含：普通照明、黄光灯、应急照明等,洁净室的构造,照度（illumination）：光照强度的简称，是一种物理术语，指单位面积上所接受可见光的能量，是关于照明量的指标，单位勒克斯（Lux或Lx）。可通过照度计来测量。 眩光 （glare）：是指视野中由于不适宜亮度分布，或在空间或时间上存在极端的亮度对比，以致引起视觉不舒适和降低物体可见度的视觉条件，是关于照明质量的指标。,26,由洁净室的定义可知，洁净室的主要控制参数有以下几种，即：,洁净室的主要
14、控制参数,27,1.洁净度 洁净度指洁净空气中空气含尘（包括微生物）量多少的程度，单位为pc/m3。 我们一般用洁净度来衡量洁净室的空气质量，同时，洁净度也是洁净室洁净等级划分的依据。,洁净室的主要控制参数,尘埃粒子直径示意图,28,洁净室尘埃粒子的来源,洁净室的主要控制参数,29,洁净室尘埃粒子的去除 尘埃粒子的去除是靠过滤器多级过滤实现的，而决定无尘室洁净度大小的是末端过滤器，末端过滤器过滤等级越高（Hepa、Ulpa），满布比越大，无尘室的洁净等级也就越大，反之亦然。其他低级别过滤器的设置主要是为了保证和延长末端过滤器的使用寿命。,洁净室的主要控制参数,30,不同级别过滤器过滤效率、过滤
15、粒径及初阻力的对比,洁净室的主要控制参数,31,空气过滤器过滤级别比较,洁净室的主要控制参数,32,2.温度、湿度 洁净室的温、湿度主要是根据工艺要求来确定的，在满足工艺要求的条件下，还应满足人员的舒适感。 温度对生产工艺的影响，主要是从产品精度和合格率来考虑的。,洁净室的主要控制参数,湿度的影响很多，如： a.湿度过高，冷却水管壁上容易结露，水滴会引起各类事故 b.湿度过高，物体表面灰尘难以清除 c.湿度低于30%，静电力作用使粒子吸附在物体表面，还会是半导体器件发生击穿。,无尘室热量来源,33,1）温度控制原理 a.升温：常用空气加热器或电加热器处理空气，在处理过程中，空气的温度增加，但含
16、湿量没有发生变化，又称为干式加或等湿加热热。 b.降温 干式冷却：用表面温度低于空气温度却又高于空气露点温度的空气冷却器来处理空气的过程。处理过程中不产生冷凝水，常用DCC（干盘管）来实现这一过程 减湿冷却：用温度低于空气露点温度的空气冷却器来处理空气的过程，空气中的水蒸气凝结为水，温度降低的同时相对湿度升高，绝对湿度降低,洁净室的主要控制参数,34,2）湿度控制原理 a.除湿 处理过程见“减湿冷却” b.加湿,洁净室的主要控制参数,等焓加湿：利用喷水室喷循环水处理空气时，水吸收空气的热量蒸发成水蒸气进入空气，使空气失去显热的同时，增加了潜热，焓值基本保持不变，近似与等焓过程。我们公司采用此种加湿方式,35,洁净室的主要控制参数,等温加湿：通过向空气中喷蒸汽来实现。空气中增加蒸汽后焓值和含湿量均有增加。当蒸汽温度为100 时，近似等温。,36,洁净室的主要控制参数,温湿度及洁净度控制示意图,37,3.压力 对于大部分洁净室，为了防止外界污染的侵入，需保持室内压力（静压）高于外部的压力（静
