Основной анализ чистой комнаты

Введение

Чистая комната является основой контроля загрязнения. Без чистой комнаты, чувствительные к загрязнению детали не могут быть продуцированы. В Fed-STD-2 чистая комната определяется как комната с воздушной фильтрацией, распределением, оптимизацией, строительными материалами и оборудованием, в которых конкретные регулярные рабочие процедуры используются для контроля концентрации воздушных частиц для достижения соответствующего уровня чистоты частиц.

Чтобы достичь хорошего эффекта чистоты в чистой помещении, необходимо не только сосредоточиться на принятии разумных мер очистки кондиционирования воздуха, но и для того, чтобы потребовать процесса, строительства и других специальностей для принятия соответствующих мер: не только разумный дизайн, но и тщательный строительство и установка в соответствии со спецификациями, а также правильное использование чистого помещения и научного обслуживания и управления. Чтобы добиться хорошего эффекта в чистой комнате, многие домашние и иностранные литературы были изложены с разных точек зрения. Фактически, трудно достичь идеальной координации между различными специальностями, и дизайнерам трудно понять качество строительства и установки, а также использование и управление, особенно последнее. Что касается мер по очистке чистой комнаты, то многие дизайнеры или даже строительные стороны часто не обращают достаточно внимания на их необходимые условия, что приводит к неудовлетворительному эффекту чистоты. В этой статье лишь кратко обсуждаются четыре необходимые условия для достижения требований к чистоте в мерах очистки чистой комнаты.

1. Чистота подачи воздуха

Чтобы убедиться, что чистота подачи воздуха соответствует требованиям, ключом является производительность и установка окончательного фильтра системы очистки.

Выбор фильтра

Последний фильтр системы очистки обычно принимает фильтр HEPA или фильтр под HEPA. Согласно стандартам моей страны, эффективность фильтров HEPA делится на четыре класса: класс A составляет ≥99,9%, класс B составляет ≥99,9%, класс C составляет ≥99,99%, класс D составляет (для частиц ≥0,1 мкм) ≥99,999. % (также известен как фильтры Ultra-HEPA); Фильтры SubHEPA составляют (для частиц ≥0,5 мкм) 95 ~ 99,9%. Чем выше эффективность, тем дороже фильтр. Поэтому при выборе фильтра мы должны не только соответствовать требованиям чистоты подачи воздуха, но и учитывать экономическую рациональность.

С точки зрения требований к чистоте, этот принцип состоит в том, чтобы использовать низкоэффективные фильтры для чистых комнат низкого уровня и высокопроизводительных фильтров для чистых комнат высокого уровня. Вообще говоря: фильтры с высокой и средней эффективностью могут использоваться для 1 миллиона; SubHEPA или фильтры HEPA класса A могут использоваться для уровней ниже класса 10000; Фильтры класса B могут использоваться для класса от 10000 до 100; и фильтры класса C могут использоваться для уровней от 100 до 1. Похоже, что существует два типа фильтров на выбор для каждого уровня чистоты. Выбрать ли высокопроизводительные или низкоэффективные фильтры, зависит от конкретной ситуации: когда загрязнение окружающей среды является серьезным, или соотношение выхлопных газов в помещении является большим, или чистая комната особенно важна и требует большего коэффициента безопасности, в этих или один Из этих случаев следует выбрать фильтр высокого класса; В противном случае можно выбрать фильтр с более низким показателем. Для чистых помещений, которые требуют контроля частиц 0,1 мкм, фильтры класса D должны быть выбраны независимо от контролируемой концентрации частиц. Вышесказанное только с точки зрения фильтра. На самом деле, чтобы выбрать хороший фильтр, вы также должны полностью рассмотреть характеристики чистой комнаты, фильтра и системы очистки.

Установка фильтра

Чтобы обеспечить чистоту снабжения воздуха, недостаточно иметь только квалифицированные фильтры, но также и обеспечить: a. Фильтр не поврежден во время транспортировки и установки; беременный Установка плотная. Чтобы достичь первого пункта, строительный и инсталляционный персонал должен быть хорошо обучен, как знание установки систем очистки, так и квалифицированных навыков установки. В противном случае будет трудно гарантировать, что фильтр не поврежден. В этом отношении есть глубокие уроки. Во -вторых, проблема установочной герметичности в основном зависит от качества структуры установки. Руководство по дизайну обычно рекомендует: для одного фильтра используется установка открытого типа, так что даже если возникнет утечка, она не протекает в комнату; Используя законченную выпускную точку HEPA воздуха, стеснение также легче обеспечить. Для воздуха нескольких фильтров гелевое уплотнение и уплотнение отрицательного давления часто используются в последние годы.

Гелевое уплотнение должно гарантировать, что жидкий бак -соединение плотно и общая рама находится на той же горизонтальной плоскости. Отрицательное уплотнение давления состоит в том, чтобы сделать внешнюю периферию соединения между фильтром и статическим ящиком давления и рамой в состоянии отрицательного давления. Как и установка открытого типа, даже если есть утечка, она не протекает в комнату. Фактически, до тех пор, пока установка рама плоская, а конечная поверхность фильтра находится в равномерном контакте с рамой установки, будет легко заставить фильтр соответствовать требованиям установочной сжатости в любом типе установки.

2. Организация воздушного потока

Организация воздушного потока чистой комнаты отличается от общей комнаты с кондиционером. Требуется, чтобы самый чистый воздух был доставлен в операционную зону. Его функция заключается в ограничении и уменьшении загрязнения обработанными объектами. С этой целью следует учитывать следующие принципы при разработке организации воздушного потока: минимизировать вихревые токи, чтобы избежать загрязнения за пределами рабочей зоны в рабочую зону; Постарайтесь предотвратить летящий вторичный пыль, чтобы уменьшить вероятность того, что пыль загрязняет заготовку; Воздушный поток в рабочей зоне должен быть максимально равномерным, а скорость ветра должна соответствовать требованиям процесса и гигиены. Когда воздушный поток течет к выходу обратного воздуха, пыль в воздухе следует эффективно забрать. Выберите различные режимы доставки воздуха и возврата в соответствии с различными требованиями к чистоте.

У разных организаций воздушного потока есть свои характеристики и прицелы:

(1). Вертикальный однонаправленный поток

В дополнение к общим преимуществам получения равномерного воздушного потока вниз, облегчая расположение обработчика, сильную способность к самоочищениям и упрощение общих средств, таких как средства для личного очищения, четыре метода снабжения воздуха также имеют свои собственные преимущества и недостатки: полные Покрытые фильтры HEPA имеют преимущества низкого сопротивления и цикла замены длинного фильтра, но структура потолка сложна, а стоимость высока; Преимущества и недостатки высокопоставленной вершины фильтра HEPA и полной доставки с полной пластиной противоположны полностью покрытой подачи фильтра HEPA. Среди них поставка верхней части пластины с полной пластиной легко накапливать пыль на внутренней поверхности отверстия пластины, когда система не может быть запущена, а плохое обслуживание оказывает некоторое влияние на чистоту; Плотная подача в верхней части диффузора требует слоя смешивания, поэтому он подходит только для высоких чистых комнат выше 4 м, а его характеристики аналогичны подачи верхней части пластины; Метод обратного воздуха для тарелки с решетками с обеих сторон и розетки с обратным воздуха, равномерно расположенные на дне противоположных стен, подходит только для чистых комнат с чистым расстоянием менее 6 м на обеих сторонах; Выходы обратного воздуха, расположенные в нижней части стены с одной стороны, подходят только для чистых комнат с небольшим расстоянием между стенами (например, ≤ <2 ~ 3 м).

(2). Горизонтальный однонаправленный поток

Только первая рабочая зона может достичь уровня чистоты 100. Когда воздух течет на другую сторону, концентрация пыли постепенно увеличивается. Следовательно, он подходит только для чистых комнат с различными требованиями к чистоте для одного и того же процесса в одной комнате. Местное распределение фильтров HEPA на стене воздушного снабжения может уменьшить использование фильтров HEPA и сэкономить первоначальные инвестиции, но в местных районах есть вихри.

(3). Турбулентный воздушный поток

Характеристики верхней доставки пластин с отверстием и верхней доставки плотных диффузоров такие же, как и упомянутые выше: преимущества побочной доставки легко договориться о трубопроводах, технический промежуток не требуется, низкая стоимость и способствует ремонту старых заводов. Полем Недостатки заключаются в том, что скорость ветра в рабочей зоне большая, а концентрация пыли на стороне ветра выше, чем на стороне ветра; Верхняя доставка розетки фильтра HEPA имеет преимущества простой системы, без трубопроводов за фильтром HEPA, и чистый воздушный поток, непосредственно доставляемый в рабочую зону, но чистый поток воздуха медленно диффундирует, а воздушный поток в рабочей зоне более равномерный; Тем не менее, когда используются несколько выходов с несколькими воздушными точками, или используются воздушные выходы фильтра HEPA с диффузорами, воздушный поток в рабочей зоне также может быть более равномерным; Но когда система не работает непрерывно, диффузор склонен к накоплению пыли.

Приведенное выше обсуждение находится в идеальном штате и рекомендуется соответствующими национальными спецификациями, стандартами или руководствами по дизайну. В реальных проектах организация воздушного потока не очень хорошо разработана из -за объективных условий или субъективных причин дизайнера. Общие включают в себя: вертикальный однонаправленный поток принимает обратный воздух из нижней части соседних двух стен, местный класс 100 принимает верхнюю доставку и верхнюю доходность (то есть не добавляется висящая занавес Верхняя подача воздуха HEPA и верхняя доходность или более низкая доходность на одну сторону (больший интервал между стенами) и т. Д. Эти методы организации воздушного потока были измерены, и большая часть их чистоты не соответствует дизайну требования. Due to the current specifications for empty or static acceptance, some of these clean rooms barely reach the designed cleanliness level in empty or static conditions, but the anti-pollution interference ability is very low, and once the clean room enters the working state, it не соответствует требованиям.

Правильная организация воздушного потока должна быть установлена ​​с занавесками, висящими вниз на высоту рабочей зоны в местном районе, а класс 100 000 не должен принимать верхнюю доставку и верхнюю доходность. Кроме того, большинство заводов в настоящее время производят высокоэффективные воздушные выходы с диффузорами, а их диффузоры представляют собой только декоративные пластины отверстия и не играют роль диффузирующего воздушного потока. Дизайнеры и пользователи должны обратить на это особое внимание.

3. Объем подачи воздуха или скорость воздуха

Достаточный объем вентиляции - это разбавление и удаление загрязненного воздуха в помещении. Согласно различным требованиям к чистоте, когда чистая высота чистой комнаты высока, частота вентиляции должна быть надлежащим образом увеличена. Среди них объем вентиляции чистой комнаты на 1 миллион рассматривается в соответствии с системой высокоэффективной очистки, а остальные рассматриваются в соответствии с системой высокоэффективной очистки; Когда фильтры HEPA в чистой комнате класса 100 000 сосредоточены в машинной комнате, или в конце системы используются фильтры SubHEPA, частота вентиляции может быть надлежащим образом увеличена на 10-20%.

Для вышеуказанного объема вентиляции, автор, автор считает, что: скорость ветра через раздел комнаты в однонаправленной чистой комнате по потоку низкая, а турбулентная чистая комната имеет рекомендуемое значение с достаточным коэффициентом безопасности. Вертикальный однонаправленный поток ≥ 0,25 м/с, горизонтальный однонаправленный поток ≥ 0,35 м/с. Хотя требования к чистоте могут быть выполнены при тестировании в пустых или статических условиях, способность против загрязнения плохая. Как только комната попадает в рабочее состояние, чистота может не соответствовать требованиям. Этот тип примера не является изолированным случаем. В то же время в серии вентиляторов моей страны нет поклонников, подходящих для систем очистки. Как правило, дизайнеры часто не делают точных расчетов сопротивления воздуха системы или не замечают, находится ли выбранный вентилятор в более выгодной рабочей точке на характерной кривой, что приводит к тому, что объем воздуха или скорость ветра не достигает в ближайшее время конструктивного значения в ближайшее время. после того, как система введена в эксплуатацию. Федеральный стандарт США (FS209A ~ B) предусматривал, что скорость воздушного потока однонаправленной чистой комнаты через поперечное сечение чистой комнаты обычно поддерживается при 90 футов/мин (0,45 м/с), а неравномерность скорости находится в пределах ± 20%. При условии отсутствия помех во всей комнате. Любое значительное снижение скорости воздушного потока увеличит вероятность самоочищенного времени и загрязнения между рабочими позициями (после обнародования FS209C в октябре 1987 года не было сделано никаких правил для всех показателей параметров, отличных от концентрации пыли).

По этой причине автор считает, что целесообразно надлежащим образом увеличить нынешнюю внутреннюю проектную стоимость однонаправленной скорости потока. Наше подразделение сделало это в реальных проектах, и эффект относительно хороший. Турбулентная чистая комната имеет рекомендованную ценность с относительно достаточным коэффициентом безопасности, но многие дизайнеры все еще не гарантированы. При создании конкретных конструкций они увеличивают объем вентиляции в классе 100 000 чистой комнаты до 20-25 раз/ч, класс 10 000 чистой комнаты до 30-40 раз/ч и чистая комната класса 1000 до 60-70 раз/ч. Это не только увеличивает мощность оборудования и первоначальные инвестиции, но также увеличивает будущие расходы на обслуживание и управление. На самом деле, этого не нужно. При составлении технических мер в области чистки воздуха моей страны было исследовано и измерено больше, чем чистая комната 100 класса в Китае. Многие чистые комнаты были протестированы в динамических условиях. Результаты показали, что объемы вентиляции класса 100 000 чистых комнат ≥10 раз/ч, класс 10 000 чистых комнат ≥20 раз/ч и чистые комнаты класса 1000 ≥50 раз/ч могут соответствовать требованиям. Федеральный стандарт США (FS2O9A ~ B) Устанавливает: нежидирующие чистые комнаты (класс 100 000, класс 10 000), высота комнаты 8 ~ 12 футов (2,44 ~ 3,66 м), как правило, рассматривают всю комнату, которая будет вентилироваться не реже одного раза в 3 минуты. (т.е. 20 раз/ч). Следовательно, спецификация проектирования учитывала большой коэффициент избытка, и дизайнер может безопасно выбирать в соответствии с рекомендуемым значением объема вентиляции.

4. Статическая разница давления

Поддержание определенного положительного давления в чистой комнате является одним из важных условий, чтобы гарантировать, что чистая комната не загрязнена для поддержания разработанного уровня чистоты. Даже для чистых помещений от негативного давления он должен иметь соседние комнаты или люксы с уровнем чистоты, не ниже его уровня, чтобы поддерживать определенное положительное давление, чтобы можно было поддерживать чистоту чистой комнаты с отрицательным давлением.

The positive pressure value of the clean room refers to the value when the indoor static pressure is greater than the outdoor static pressure when all doors and windows are closed. Это достигается методом, что объем подачи воздуха в системе очистки больше, чем объем обратного воздуха и объем выхлопного воздуха. Чтобы обеспечить положительное значение давления чистой комнаты, поставки, возврат и выхлопные вентиляторы предпочтительно связаны. Когда система включена, сначала запускается поклонник снабжения, а затем начинаются возвращение и выхлопные вентиляторы; when the system is turned off, the exhaust fan is turned off first, and then the return and supply fans are turned off to prevent the clean room from being contaminated when the system is turned on and off.

Объем воздуха, необходимый для поддержания положительного давления в чистой комнате, в основном определяется герметией конструкции обслуживания. В первые дни строительства чистой комнаты в моей стране, из -за плохой воздухонестойки конструкции корпуса, потребовалось от 2 до 6 раз/ч снаряжения воздуха, чтобы поддерживать положительное давление ≥5pa; В настоящее время для поддержания того же положительного давления требуется герметичность структуры обслуживания, и для поддержания того же положительного давления требуется только 1-2 раза/ч снаряжения воздуха; и только 2-3 раза/ч снаряжения необходимо для поддержания ≥10pa.

Технические характеристики проектирования моей страны [6] предусматривают, что разница в статическом давлении между чистыми комнатами разных классов и между чистыми областями и нечистыми областями должна составлять не менее 0,5 мм H2O (~ 5pa), и разница в статическом давлении между чистой областью и на открытом воздухе должно быть не менее 1,0 мм H2O (~ 10pa). Автор считает, что это значение кажется слишком низким по трем причинам:

(1) Положительное давление относится к способности чистого места подавлять загрязнение воздуха в помещении через промежутки между дверями и окнами или минимизировать загрязнители, которые проникают в комнату, когда двери и окна открываются в течение короткого времени. Размер положительного давления указывает на силу способности подавления загрязнения. Конечно, чем больше положительное давление, тем лучше (что будет обсуждаться позже).

(2) Объем воздуха, необходимый для положительного давления, ограничен. Объем воздуха, необходимый для положительного давления 5pa и положительного давления 10pa, отличается только около 1 времени/ч. Почему бы не сделать это? Очевидно, что лучше взять нижний предел положительного давления как 10pa.

(3) Федеральный стандарт США (FS209A ~ B) предусматривает, что, когда все входы и выходы закрыты, минимальная разница в положительном давлении между чистой комнатой и любой прилегающей областью низкой чистоты составляет 0,05 дюйма воды для воды (12,5pa). Эта ценность была принята многими странами. Но положительное значение давления чистой комнаты не выше, чем лучше. Согласно фактическим инженерным тестам нашего подразделения более 30 лет, когда положительное значение давления составляет ≥ 30pa, трудно открыть дверь. Если вы не допустите дверь, это нанесет удар! Это будет напугать людей. Когда положительное значение давления составляет ≥ 50 ~ 70pa, промежутки между дверцами и окнами будут свистеть, и слабые или те, у кого некоторые неподходящие симптомы будут чувствовать себя некомфортно. Однако соответствующие спецификации или стандарты многих стран дома и за рубежом не указывают верхний предел положительного давления. В результате многие подразделения только стремятся соответствовать требованиям нижнего предела, независимо от того, насколько верхний предел. В фактической чистой комнате, с которой сталкивается автор, положительное значение давления достигает 100pa или более, что приводит к очень плохим последствиям. На самом деле, корректировка положительного давления не является сложной вещью. Вполне возможно контролировать его в определенном диапазоне. Был документ, в котором был представлен, что определенная страна в Восточной Европе предусматривает положительное значение давления как 1-3 мм H20 (около 10 ~ 30pa). Автор считает, что этот диапазон более подходит.