无尘车间知识详解参考.ppt

无 尘 车 间 培 训 教 材 1 摘 要一 、 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 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 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 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 3 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 。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 。 4 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 。 5 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 (m)。 0.1常 数 ， 其 量 纲 为 m。 6 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 。 7 一 般 微 粒 粒 径 对 比0.3 m 微 尘 粒 径人 类 头 发 (15 m)肉 眼 可 视 (5 m)感 性 认 知 8 1,00010,000外大气层大气层田园地带街市区 10,000,0001,000,000 100,000工业地带 一 般 自 然 界 气 体 等 级感 性 认 知 9 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 1,000-100,000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 。 洁 净 室 之 分 类 (按 形 式 ） 10乱 流 式 典 型 结 构 形 式 适 用 洁 净 等 级1,000-100,000级 11 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 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 。垂直单方向流方式FFU 12层 流 式 典 型 结 构 形 式 适 用 洁 净 等 级1-100级 13 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10,000100,000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 。 14复 合 式 典 型 结 构 形 式 适 用 洁 净 等 级10-100000级 并 装 15 空 气 洁 净 度 1 0 0 级 1 0 0 0 0 级 1 0 0 0 0 0 级 大 于 1 0 0 0 0 0 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 基 础 16 气流流型及换气次数摘自GB50073-2001 17 洁 净 室 设 计 基 础 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 。 99.99%0.3umPre-filter HEPABag-filter95%15um 9095% 99.99%0.3umfilter FANFilterHEPA/ULPACR 99.999%0.10.3um0.3m0.5m1m 0.1m肉 眼 可 见5m 工 作 区 域头 发 断 面15m过 滤 网 设 计 18 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(Q12.FFU数量=Q S/QFFU额定风量 , QS=V*ACH (V-房间体积;ACH-换气次数.) 19 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*10-3QtT-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 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 。 20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 21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/m2) 正压Class1KP1+10Pa Class10KP1+5Pa+ + + P1=P+1020Pa PCR 外 界 22 洁 净 室 管 控 手 段制 定 监 测 表 23 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 测 试 采 样面 积 m2 洁 净 度 级 别1000 10 000 100 000 10 2 3 2 210 20 4 2 2 20 40 8 2 240 100 16 4 2100 200 40 10 3200 400 80 20 6400 1000 160 40 131000 2000 400 100 322000 800 200 63 24 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 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 。 发 尘 源 及 量 ：洁 净 人 员 管 理 25 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 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 ：静 止 时 的 发 菌 量 一 般 为 10300个 /min.人躯 体 一 般 活 动 时 的 发 菌 量 为 1501000个 /min.人 快 步 行 走 时 的 发 菌 量 为 9002500个 /min.人（ 2） 咳 嗽 一 次 一 般 为 70700个 / min.人（ 3） 喷 嚏 一 次 一 般 为 400062000个 / min.人（ 4） 穿 平 常 衣 服 时 发 菌 量 330062000个 / min.人（ 5） 无 口 罩 发 菌 量 :有 口 罩 发 菌 量 1:71:14 所 以 ， 洁 净 间 的 管 理 ， 关 键 是 人 员 的 管 理 ， 只 有 每 位 员 工 严 格 遵 守 洁 净 间 管 理 规定 ， 才 能 真 正 发 挥 洁 净 间 的 作 用 ， 从 而 有 效 保 证 产 线 的 正 常 运 行 ， 减 少 产 品 的 人 为 不良 率 ， 降 低 成 本 ， 提 高 企 业 产 品 的 竞 争 能 力 。 人 的 污 染 发 菌 量 ： 具 有 下 列 状 况 之 人 员 不 准 进 入 洁 净 室 ：(1)皮 肤 有 晒 焦 、 脱 皮 剥 落 、 搔 痒 症 者 ；(2)患 有 严 重 型 伤 风 、 感 冒 ， 打 嚏 、 咳 嗽 多 者 ；(3)不 注 重 个 人 卫 生 ， 头 发 脏 乱 、 头 皮 屑 多 者 ；(4)有 搔 头 、 挖 鼻 孔 、 搓 脸 、 搓 皮 肤 之 不 良 习 惯 者 ；(5)涂 覆 胭 脂 、 粉 底 或 未 按 规 定 洗 去 化 妆 品 、 指 甲 油 者 ；(6)吸 烟 过 量 者 (烟 粒 子 在 说 话 ,呼 吸 过 程 中 能 再 次 喷 出 )(7)持 有 或 带 有 非 无 尘 类 物 品 或 相 关 规 定 禁 止 带 入 洁 净 室 之 物 品 者 ；(8)未 穿 或 未 按 规 定 穿 戴 好 洁 净 服 者 ；洁 净 室 进 出 人 员 管 理 之八 不 准 26 进 入 洁 净 室 的 人 员 应 注 意 以 下 事 项 ：（ 1） 室 内 作 业 人 员 需 严 格 遵 守 作 业 指 示 要 求 ， 按 规 定 步 骤 操 作设 备 及 产 品 ；（ 2） 室 内 维 修 人 员 需 严 格 遵 守 洁 净 室 之 规 定 ， 尽 量 避 免 室 内 进行 切 削 、 打 磨 甚 至 钻 孔 等 易 产 生 污 染 类 作 业 ；（ 3） 室 内 人 员 禁 止 打 闹 、 奔 跑 或 进 行 剧 烈 性 的 大 动 作 行 为 ；（ 4） 室 内 人 员 禁 止 聚 堆 聊 天 、 说 笑 、 玩 手 机 或 长 时 间 打 电 话 等影 响 环 境 、 工 作 之 行 为 ；（ 5） 室 内 人 员 禁 止 吸 烟 、 吃 零 食 ， 禁 止 携 带 与 工 作 无 关 之 杂 物 ；（ 6） 室 内 人 员 严 禁 不 戴 手 套 进 行 作 业 或 接 触 产 品 ；（ 7） 室 内 人 员 需 时 刻 保 持 无 尘 服 、 鞋 、 帽 等 的 正 确 穿 戴 ， 严 禁 在 室 内 脱 衣 、 换 装 或 进 行 大 动 作 穿 戴 整 理 等 ；（ 8） 室 内 人 员 严 禁 随 意 丢 放 物 品 、 工 具 、 器 皿 等 ， 应 按 规 定 有 序 放 置于 相 应 规 定 区 域 或 工 具 箱 内 ； 洁 净 室 入 内 人 员 管 理 之八 注 意 27 进 出 洁 净 室 人 员 应 做 到 ：(1)争 取 每 天 冲 澡 、 洗 头 ， 刮 胡 须 、 换 衣 ， 保 持 身 体 清 洁 ；(2)男 士 不 留 长 发 、 长 指 甲 ， 女 士 不 涂 胭 抹 粉 、 修 眉 毛 、 涂 指 甲 ；(3)进 入 洁 净 室 前 应 洗 手 ， 无 尘 服 需 严 格 按 要 求 穿 戴 ， 不 准 将 头 发漏 在 外 面 ， 口 罩 应 罩 在 鼻 梁 位 置 ；(4)严 格 遵 守 无 尘 室 规 定 ， 在 指 定 区 域 更 换 拖 鞋 、 穿 戴 无 尘 服 ， 换 下无 尘 服 应 按 规 定 折 叠 整 齐 或 挂 放 指 定 地 点 ；(5)严 格 遵 守 进 出 通 道 制 度 ， 人 员 进 、 出 及 物 料 通 道 要 区 分 清 楚 ， 物料 进 出 需 按 固 定 进 行 操 作 ；(6)进 入 风 淋 室 ， 必 须 严 格 按 规 定 进 行 周 身 吹 扫 ， 风 听 5Sec后 才 可进 入 无 尘 室 ；(7)不 准 穿 无 尘 服 走 出 更 衣 室 ， 更 不 允 许 穿 戴 无 尘 服 上 厕 所 ； (8)争 取 不 将 手 机 带 入 洁 净 室 ， 在 洁 净 室 内 放 取 手 机 时 应 远 离 产 品 ，不 允 许 摘 下 口 罩 、 帽 子 进 行 通 话 。 洁 净 室 进 出 人 员 管 理 之八 做 到 28