洁净工程解决方案

洁净工程解决方案

　　洁净室最主要之作用在于控制产品所接触之大气的洁净度日及温湿度，使产品能在一个良好之环境空间中生产、制造，此空间我们称之为洁净室。按照国际惯例，无尘净化级别主要是根据每立方米空气中粒子直径大于划分标准的粒子数量来规定。也就是说所谓无尘并非100%没有一点灰尘，而是控制在一个非常微量的单位上。当然这个标准中符合灰尘标准的颗粒相对于我们常见的灰尘已经是小的微乎其微，但是对于光学构造而言，哪怕是一点点的灰尘都会产生非常大的负面影响，所以在光学构造产品的生产上，无尘是必然的要求。

　　洁净工程是一个应用行业非常广泛的基础性配套产业，(21世纪)在电子信息、半导体、光电子、精密制造、医药卫生、生物工程、航天航空、汽车喷涂等众多行业均有应用，并根据行业的精密与无尘要求，等级差别也较大。

　　洁净室的基本构成

　　洁净室的一般构成包括：

　　1、天花板系统：包括吊杆(Ceilingrod)、纲梁(I-Beam或U-Beam)、天花板格子梁(Ceilinggrid或Ceilingframe)。

　　2、空调系统：包括空气舱、过滤器系统、风车等。

　　3、隔墙板(Partitionalwall)：包括窗户、门。

　　4、地板：包括高架地板或防静电舒美地板。

　　5、照明器具：包括日光灯、黄色灯管等。

　　用途分类

　　工业洁净室

　　以无生命微粒的控制为对象。主要控制空气尘埃微粒对工作对象的污染，内部一般保持正压状态。它适用于精密机械工业、电子工业(半导体、集成电路等)宇航工业、高纯度化学工业、原子能工业、光磁产品工业(光盘、胶片、磁带生产)LCD(液晶玻璃)、电脑硬盘、电脑磁头生产等多行业。

　　生物洁净室

　　主要控制有生命微粒(细菌)与无生命微粒(尘埃)对工作对象的污染。又可分为;

　　A、一般生物洁净室：主要控制微生物(细菌)对象的污染。同时其内部材料要能经受各种灭菌剂侵蚀，内部一般保证正压。实质上其内部材料要能经受各种灭菌处理的工业洁净室。例：制药工业、医院(手术室、无菌病房)食品、化妆品、饮料产品生产、动物实验室、理化检验室、血站等。

　　B、生物学安全洁净室：主要控制工作对象的有生命微粒对外界和人的污染。内部要保持与大气的负压。例：细菌学、生物学、洁净实验室、物物工程(重组基因、疫苗制备)

　　性能分类

　　一、乱流式(TurbulentFlow)：

　　即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。其优点是：构造简单、系统建造成本，洁净室之扩充比较容易，在某些特殊用途场所，可并用无尘工作台，提高洁净室等级。

　　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，欲达需求之洁净度，往往须耗时相当长一段时间。

　　二、层流式(Laminar)：

　　层流式空气气流运动成一均匀之直线形，空气由覆盖率100%之过滤器进入室内，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定较高之环境使用，一般其洁净室等级为Class1-100。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变成稳定。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：房间天花板完全以ULPA过滤器覆盖，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。

　　3、复合式(MixedType)：

　　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(CleanTunnel)：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，ULSI制程大都采用此种型式。洁净隧道另有二项优点：弹性扩充容易;维修设备时可在维修区轻易执行。

　　②洁净管道(CleanTube)：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(CleanSpot)：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，以为生产之用;洁净工作台、洁净工作棚、洁净风柜即属此类。另外还有洁净工作台和洁净工作棚等。

　　洁净室价格决定因素

　　1、换气次数

　　房间内污染物的比率和实际微粒产生情况，是影响洁净室空气换气次数的主要因素。在生产过程中，不对其他因素产生任何影响的情况下，清除微粒的速度是非常重要的。其他可能影响再循环空气数量的因素是：房间的结构、设备的位置、设备表面温度、空气对流、气流类型、操作空间和规章、使用的材料和化学药品等。

　　2、单向的、紊流的、垂直或水平气流

　　在许多案例中，单向气流只在小空间和洁净室的敏感区域内使用，并且使用微环境。污染物的源头可能存在于手套箱、过滤模块等地方。多数设计为整体单向气流洁净室外的方案，只有在这些区域中没有作业者、生产设备和排风装置时才能实现单向气流。垂直或水平气流的选择，取决于房间的结构和设备的安放位置，紊流就可以将污染物带走。

　　3、空气过滤

　　根据洁净室外的用途，也可以选择其他的设备，例如，在循环风加新风处理系统中，使用HEPA过滤器用碳吸附或相似功能的合成过滤器处理VOC，静电过滤箱，等等。在洁净室市场上，风机过滤不再是新产品，正确的应用它可以为许多高水平洁净室提供卓越的、经济的解决方案，尤其是在吊顶高度有限的建筑内。

　　4、空气处理器

　　新风处理空调箱为洁净室提供必需的新风。多重循环风空调箱通过送风管，再经过ULPA过滤器或HEPA过滤器，将空气送入洁净室，在洁净度等级为10级和1级的洁净间的吊顶上，这些过滤器通常是100%覆盖。垂直单向气流向下通过洁净间，穿过带孔的架空地板砖进入地板下面的回风空间，再通过垂直回风夹道向上进入吊顶回风静压箱。然后，空气再次进入循环风空调箱，以上的空气循环再次重复。

　　5、空气压差

　　洁净室增压是必须的，它的作用是确保洁净室远离其临近区域的污染，控制有害污染物的流向，防止不同区域间的交叉污染，并帮助保持所要求的温度和湿度水平。洁净室与相关走廊、设施内的其他区域的压差应维持在0.25到0.005英寸水柱(in.w.g.)之间。一般制药企业所要求的压差值比这更高，在不同区域之间采用层叠压差来避免交叉污染。在不同的区域间安装一系列的层叠式气闸和允许空气快速扩散的正压门，从而产生压差。

　　6、温度控制

　　温度和湿度的变化能够引起生产设备的误差，从而影响生产过程的可重复性，最终导致产品合格率降低、增加浪费。因此，洁净室对温度严格控制要求是显而易见的，这项花费是必须的。通常情况下，要求工程师在设计时降低施工费用，同时要求在很大区域内对温度进行精确的控制，如果对洁净室内的暖通、动力专业装置和控制系统有严格要求，在每个洁净室区域内，有局部自动调温器来控制设计温度。它能驱动安装在风管上的局部再热或再冷盘管工作，来满足房间内的湿热的要求。

　　7、湿度控制

　　每个洁净室内的相对湿度，通过局部湿度调节器来进行控制。当必须满足精确的湿度控制时，通常利用空调箱中的新风的绝热增湿效果来实现，湿度水平的局部变动可以通过超声波湿度调节器进行控制，该调节器位于最终过滤前的风管静压箱内。

　　8、排风系统

　　优质的空气处理设备能够将废气量降至最低，因此，在实施过程中可降低工程费用和能源浪费。保持排风量增加的潜在需求、扩大生产和安装这些备用品所需的经济价值之间的平衡是十分重要的。

　　9、空气和物体表面的静电荷

　　“静电”是由于两个独立的表面相互接触而产生的。不同表面产生的电荷，如果不能以足够快的速度传导到地面，那么它们会聚集并散布在材料的表面----这就是“静电”。工业范围很多区域内残余的静电荷，会造成危险并引发问题。它能引起易燃气体的燃烧和人体触电。它能使薄的薄膜和轻纤维粘连、吸附空气中的尘埃和碎片、损害半导体设备和干扰微电子设备的运行。避免因静电放电对微电子系统产生影响的最基本的方法是，将设备安放在良好的静电和磁场屏蔽场所内，恰当减少所有的输入和输出连接。

　　10、形式和功能

　　洁净室的严格清洁要求与它固有的高生产成本相关。然而，如果事先计划好，可以大大降低成本：

　　①精确定义洁净室级别，满足工艺要求。

　　②精确定义洁净室空气温度和湿度，满足工艺要求。

　　③洁净室外的排风量应满足工艺的最低要求，一开始就进行排风管理程序。