无尘车间培训教材(1)

无尘车间培训教材(1)
适用洁净等级 10-100000级并装
复合式典型结构形式
无尘车间培训教材(1)
洁净室设计基础
气流组织型式及换气次数
空气洁净度
100级
10000级
100000级 大于100000级
气流流型
气 主要
流 送风
组 织
方式
型
式 主要
回风
方式
垂直单向流
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
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) η- 计算过滤器的计重效率.
➢ 此外、在下列任何一种情况下，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达到初阻力的1.5～2 倍。 3 高效空气过滤器出现无法修补的渗漏。
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)
不小于25
非单向流
1.顶送 2.上侧墙送风
非单向流
1.顶送 2.上侧墙送风
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
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适用洁净等级 1-100级
层流式典型结构形式
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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，以避免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 10,000~100,000之乱流洁净室内之产品制程区的 洁净度等级提高为10~1000级以上。
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人的污染—发菌量：
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50~100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）人类以0.9m/s的速度行走时每分钟将产生5000000个大于0.3微米的微粒。 2、分析国外试验资料显示： （1） 无尘室内当工作人员穿无菌服时：
0.3μm
肉眼可见 5μm
0.1μm
头发断面
15μm
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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<洁 净厂房设计规范>每人每小时新风量不小于40m3);
1.相对两侧墙下 部均布回风口 2.格棚地面回风
送 气流流经 风 室内断面 量 风速(m/s)
换气次数 (次/h)
不小于0.25
水平单向流
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.回风墙满布回 风口 2. 回风墙局部布 置回风口
不小于0.5
非单向流
1.顶送 2.上侧墙送风
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)
不小于15
不小于12
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气流流型及换气次数
—摘自GB50073-2001
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洁净室设计基础
过滤网设计
wenku.baidu.com
95%@1~5um
90~95%
Pre-filter
摘要
三、洁净室管控手段
1.监测采样 2.制定监测表
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
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洁净室之定义
洁净室(Clean Room),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。亦即不论外面空气条 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。
洁净室管控手段
制定监测表
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测试采样
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0.8m～1.5m高度的区域内分层布置
4、最小采样量
面积m2
〈10 ≥10～ 〈20 ≥20～〈40 ≥40～〈100 ≥100～〈200 ≥200～〈400 ≥400～〈1000 ≥1000 ～〈2000
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适用洁净等级 1,000-100,000级
乱流式典型结构形式
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2.层流式
FFU
垂直单方向流方式
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 1~100。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达到要 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。
可忽略； 由于金属墙壁（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。 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，以下依次为的确良、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达到静止时间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。
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。
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相关术语
v 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 0.1～5μm 之间。
v 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。
v Q=Max(Q1&Q2)或 Q=Max( Q1&Q2 )+ Q泄漏量 Q泄漏量=µA(ΔP)0.5
µ-泄漏系数,A-泄漏面积, ΔP-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.)
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滤网的使用寿命
当过滤网达到额定容尘量的时候即需要更换. T=P/N1*10-3Qtη
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美国联邦标准（USA Federal Standard）209E（1992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量级发展的过程 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。
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则之乱流或涡流状 态。此型式适用于洁净室等级1,000100,000级。 优点：构造简单、系统建造成本低，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 若系统停止运转再激活，欲需达到设定 要求之洁净度，往往须耗时相当长一段 时间。
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温湿度控制
初預 级冷 滤盘 网管
預 热 盘 管
加 湿 器
截 水 器
冷 却 盘 管
加 送 初中 Ｈ 逆 热 风 级级 Ｅ 止 盘 机 滤滤 Ｐ 风 管 组 网网 Ａ 门
无 尘 室
外气空调箱
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正压
Class1K
P1+10Pa
++
Class10K
P1+5Pa
+
Bag-filter
99.99%@0.3um 99.99%@0.3um 99.999%@0.1~0.3um
HEPA CR
filter
FAN Filter HEPA/ ULPA
工作区域
1μm
0.5μm
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 通光量的差别，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。
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2020/11/16
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一、洁净室基础知识
1.洁净室定义 2.相关术语 3.洁净等级标准 4.感性认知
二、洁净室设计简介
1、洁净室分类（形式） 2、洁净室设计基础
➢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
2000
洁净度级别
1000
10 000
2～3
2
4
2
8
2
16
4
40
10
80
20
160
40
400
100
800
200
100 000 2
2 2 2 3 6 13 32
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洁净人员管理
发尘源及量：
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，
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感性认知
一般微粒粒径对比
0.3μm 微尘粒径
肉眼可视 (5μm)
人类头发 (15μm)
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感性认知
一般自然界气体等级 外大气层
1,000
大气层
10,000
田园地带 街市区
100,000
工业地带
1,000,000
10,000,000
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洁净室之分类(按形式）
v 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。
v 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。
v 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。
v 高效空气过滤器 HEPA ：在额定风量下，对粒径大于等于0.3μm 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。
CR
外界
P1=P+10~20Pa P
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10~20Pa。 (1Pa=1N/m2)
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v 超高效空气过滤器 ：在额定风量下，对粒径0.1～0.2μm 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。
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洁净度等级标准
国家标准GB50073-2001
式中 ：Cn—大于或等于要求粒径的粒子最大允许浓度(pc/m3)。 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(μm)。 0.1—常数，其量纲为μm。