Kernanalyse des sauberen Raums

Einführung

Clean Room ist die Grundlage für die Verschmutzungskontrolle. Ohne sauberen Raum können umweltverschmutzungsempfindliche Teile nicht in Massenproduktion hergestellt werden. In FED-STD-2 wird der saubere Raum als Raum mit Luftfiltration, Verteilung, Optimierung, Baumaterialien und Geräten definiert, bei denen spezifische regelmäßige Betriebsverfahren verwendet werden, um die Konzentration von Partikeln in der Luft zu kontrollieren, um die entsprechende Sauberkeit der Partikel zu erreichen.

Um einen guten Sauberkeitseffekt im Reinraum zu erzielen und Installation gemäß den Spezifikationen sowie die korrekte Nutzung von sauberem Raum und wissenschaftlicher Wartung und Verwaltung. Um eine gute Wirkung im sauberen Raum zu erzielen, wurden viele inländische und ausländische Literaturen aus verschiedenen Perspektiven dargelegt. Tatsächlich ist es schwierig, eine ideale Koordination zwischen verschiedenen Spezialitäten zu erreichen, und es ist für Designer schwierig, die Qualität der Konstruktion und Installation sowie die Verwendung und das Management, insbesondere die letztere, zu erfassen. In Bezug auf die Reinigungsmaßnahmen der sauberen Raum achten viele Designer oder sogar Bauparteien häufig nicht genug Aufmerksamkeit auf ihre notwendigen Bedingungen, was zu einer unbefriedigenden Sauberkeitseffekte führt. In diesem Artikel werden nur kurz die vier notwendigen Bedingungen für die Erreichung von Sauberkeitsanforderungen bei Reinigungsmaßnahmen erörtert.

1. Sauberkeit der Luftversorgung

Um sicherzustellen, dass die Sauberkeit der Luftversorgung den Anforderungen entspricht, ist der Schlüssel die Leistung und Installation des endgültigen Filters des Reinigungssystems.

Filterauswahl

Der endgültige Filter des Reinigungssystems nimmt im Allgemeinen einen HEPA-Filter oder einen Sub-Hepa-Filter an. Nach den Standards meines Landes ist die Effizienz von HEPA -Filtern in vier Klassen unterteilt: Klasse A beträgt ≥ 99,9%, Klasse B beträgt ≥ 99,9%, Klasse C beträgt ≥ 99,999%, Klasse D ist (für Partikel ≥ 0,1 μm) ≥99,99 % (auch als Ultra-Hepa-Filter bekannt); Sub-Hepa-Filter sind (für Partikel ≥ 0,5 μm) 95 ~ 99,9%. Je höher die Effizienz, desto teurer der Filter. Bei der Auswahl eines Filters sollten wir daher nicht nur die Sauberkeitsanforderungen der Luftversorgung erfüllen, sondern auch die wirtschaftliche Rationalität berücksichtigen.

Aus Sicht der Sauberkeitsanforderungen besteht das Prinzip darin, Filter mit niedrigem Performance für saubere Räume auf niedrigem Niveau und Hochleistungsfilter für saubere Räume auf hoher Ebene zu verwenden. Im Allgemeinen können Filter mit hoher und mittlerer Effizienz für das 1-Million-Niveau verwendet werden. HEPA-Filter von Subhepa oder Klasse-A können für Stufen unter der Klasse 10.000 verwendet werden. Filter der Klasse B können für die Klassen 10.000 bis 100 verwendet werden. und Filter der Klasse C können für die Stufen 100 bis 1 verwendet werden. Es scheint, dass zwei Arten von Filtern für jede Sauberkeitsniveau ausgewählt werden. Ob Sie die Wahl von Hochleistungs- oder Low-Performance-Filtern wählen, hängt von der spezifischen Situation ab: Wenn die Umweltverschmutzung schwerwiegend ist oder das Abgasverhältnis in Innenräumen groß ist oder der saubere Raum besonders wichtig ist und einen größeren Sicherheitsfaktor in diesen oder einem erfordert Von diesen Fällen sollte ein hochklassiger Filter ausgewählt werden. Andernfalls kann ein niedrigerer Filter ausgewählt werden. Für saubere Räume, die die Kontrolle von 0,1 & mgr; m -Partikeln erfordern, sollten die Filter der Klasse D unabhängig von der kontrollierten Partikelkonzentration ausgewählt werden. Das obige ist nur aus der Perspektive des Filters. Um einen guten Filter zu wählen, müssen Sie auch die Eigenschaften des sauberen Raums, des Filters und des Reinigungssystems vollständig berücksichtigen.

Filterinstallation

Um die Sauberkeit der Luftversorgung zu gewährleisten, reicht es nicht aus, nur qualifizierte Filter zu haben, sondern auch sicherzustellen: a. Der Filter wird während des Transports und der Installation nicht beschädigt. B. Die Installation ist eng. Um den ersten Punkt zu erreichen, müssen das Konstruktions- und Installationspersonal gut ausgebildet sein, wobei sowohl Kenntnisse über die Installation von Reinigungssystemen als auch die qualifizierten Installationsfähigkeiten. Andernfalls ist es schwierig sicherzustellen, dass der Filter nicht beschädigt ist. In dieser Hinsicht gibt es tiefgreifende Lektionen. Zweitens hängt das Problem der Installationsdichtheit hauptsächlich von der Qualität der Installationsstruktur ab. Das Designhandbuch empfiehlt im Allgemeinen: Für einen einzelnen Filter wird eine Open-Typ-Installation verwendet, sodass auch bei Leckagen nicht in den Raum geleckt wird. Mit einem fertigen HEPA -Luftauslass ist auch die Dichtheit einfacher zu gewährleisten. Für die Luft mehrerer Filter werden in den letzten Jahren häufig Geldichtungen und Unterdruckversiegelungen verwendet.

Die Geldichtung muss sicherstellen, dass die Flüssigkeitsbehälterverbindung dicht ist und der Gesamtrahmen auf derselben horizontalen Ebene liegt. Die Abdichtung des Negativdrucks besteht darin, die äußere Peripherie der Verbindung zwischen dem Filter und dem statischen Druckkasten und dem Rahmen in einem Unterdruckzustand zu machen. Wie bei der Open-Typ-Installation wird es auch bei Leckagen nicht in den Raum gelangen. Solange der Installationsrahmen flach ist und die Filterendfläche in einheitlicher Kontakt mit dem Installationsrahmen ist, sollte es einfach sein, den Filter die Anforderungen an die Installation in jedem Installationstyp zu erfüllen.

2. Luftstromorganisation

Die Luftstromorganisation eines sauberen Raums unterscheidet sich von der eines allgemeinen klimatisierten Raums. Es erfordert, dass die sauberste Luft zuerst in den Betriebsbereich geliefert wird. Seine Funktion besteht darin, die Verschmutzung auf die verarbeiteten Objekte zu begrenzen und zu reduzieren. Zu diesem Zweck sollten die folgenden Prinzipien bei der Gestaltung der Luftstromorganisation berücksichtigt werden: Minimieren Sie Wirbelströme, um zu vermeiden, dass die Umweltverschmutzung von außerhalb des Arbeitsbereichs in den Arbeitsbereich eingeführt wird. Versuchen Sie, das Fliegen von Sekundärstaub zu verhindern, um die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass Staub das Werkstück verunreinigt. Der Luftstrom im Arbeitsbereich sollte so einheitlich wie möglich sein, und seine Windgeschwindigkeit sollte dem Prozess und den Hygieneanforderungen entsprechen. Wenn der Luftstrom zum Rückgaberluftabschnitt fließt, sollte der Staub in der Luft effektiv weggenommen werden. Wählen Sie unterschiedliche Luftrief- und Rückgabemodi gemäß unterschiedlichen Sauberkeitsanforderungen.

Verschiedene Luftstromorganisationen haben ihre eigenen Merkmale und Bereiche:

(1). Vertikaler unidirektionaler Fluss

Zusätzlich zu den häufigen Vorteilen der Erlangung eines gleichmäßigen Luftstroms nach unten, der Anordnung von Prozessgeräten, der starken Selbstbekenntnisfähigkeit und der Vereinfachung gemeinsamer Einrichtungen wie persönlichen Reinigungsanlagen haben die vier Luftversorgungsmethoden auch ihre eigenen Vor- und Nachteile: Voll- Bedeckte HEPA -Filter haben die Vorteile von niedrigem Widerstand und langem Filterersatzzyklus, aber die Deckenstruktur ist komplex und die Kosten sind hoch. Die Vor- und Nachteile der seitlich bedeckten HEPA-Filter-Top-Lieferung und der Top-Lieferung der Ganzlochplatte sind entgegengesetzt zu der von voll bedeckten HEPA-Filter-Top-Lieferung. Unter ihnen ist die Ablieferung mit der Oberfläche der Lochplatte leicht auf der inneren Oberfläche der Öffnungsplatte zu sammeln, wenn das System nicht kontinuierlich läuft, und schlechte Wartung hat einen gewissen Einfluss auf die Sauberkeit. Eine dichte Diffusor-Top-Entbindung erfordert eine Mischschicht, daher ist sie nur für hohe saubere Räume über 4 m geeignet, und seine Eigenschaften ähneln der Ablieferung der Oberlöcher-Platte. Die Rückkehrluftmethode für die Platte mit Grillen auf beiden Seiten und die Return -Luftauslässe, die gleichmäßig am Boden der gegenüberliegenden Wände angeordnet sind, ist nur für saubere Räume mit einem Nettoabstand von weniger als 6 m auf beiden Seiten geeignet. Die am Boden der einseitigen Wand angeordneten Rückgänge der Luft sind nur für saubere Räume mit einem geringen Abstand zwischen den Wänden (z. B. ≤ <2 ~ 3 m) geeignet.

(2). Horizontaler unidirektionaler Fluss

Nur der erste Arbeitsbereich kann das Sauberkeit von 100 erreichen. Wenn die Luft auf die andere Seite fließt, nimmt die Staubkonzentration allmählich zu. Daher ist es nur für saubere Räume mit unterschiedlichen Sauberkeitsanforderungen für denselben Vorgang im selben Raum geeignet. Die lokale Verteilung von HEPA -Filtern an der Luftversorgungswand kann die Verwendung von HEPA -Filtern verringern und anfängliche Investitionen sparen, es gibt jedoch in lokalen Gebieten Wirbel.

(3). Turbulenter Luftstrom

Die Merkmale der Top -Abgabe von Öffnungsplatten und der Top -Lieferung dichter Diffusoren sind die gleichen wie oben genannten: Die Vorteile der Seitenabgabe sind leicht zu arrangieren, Pipelines, kein technischer Zwischenschicht, kostengünstige und förderlich der Renovierung alter Fabriken . Die Nachteile sind, dass die Windgeschwindigkeit im Arbeitsbereich groß ist und die Staubkonzentration auf der Ablaufseite höher ist als die auf der Aufschwinde. Die oberste Lieferung von HEPA -Filterverbänden hat die Vorteile eines einfachen Systems, keine Pipelines hinter dem HEPA -Filter und sauberer Luftstrom direkt in den Arbeitsbereich, aber der saubere Luftstrom diffundiert langsam und der Luftstrom im Arbeitsbereich ist gleichmäßiger. Wenn jedoch mehrere Luftauslässe gleichmäßig angeordnet sind oder HEPA -Filterluftauslassungen mit Diffusoren verwendet werden, kann der Luftstrom im Arbeitsbereich auch gleichmäßiger gemacht werden. Wenn das System jedoch nicht kontinuierlich läuft, neigt der Diffusor anfällig für Staubakkumulation.

Die obige Diskussion befindet sich in einem idealen Zustand und wird durch relevante nationale Spezifikationen, Standards oder Designhandbücher empfohlen. In tatsächlichen Projekten ist die Airflow -Organisation aufgrund objektiver Bedingungen oder subjektiven Gründe des Designers nicht gut gestaltet. Zu den häufigsten gehören: Vertikaler unidirektionaler Fluss übernimmt Rückkehrluft aus dem unteren Teil der angrenzenden zwei Wände, die lokale Klasse 100 übernimmt die obere Lieferung und den Oberflächenrendite (dh kein Hanging -Vorhang wird unter die örtliche Luftausstattung hinzugefügt) und turbulente saubere Räume adoptieren HEPA-Filterluftauslass Top-Lieferung und Oberflächenrendite oder niedrigere Rückkehr (größerer Abstand zwischen den Wänden) usw. Diese Methoden der Luftströmungsorganisation wurden gemessen und der größte Teil ihrer Sauberkeit erfüllt nicht die Entwurfsanforderungen. Aufgrund der aktuellen Spezifikationen für die leere oder statische Akzeptanz erreichen einige dieser sauberen Räume kaum das entworfene Sauberkeitsniveau unter leeren oder statischen Bedingungen, aber die Fähigkeit zur Interferenz gegen die Verschmutzung ist sehr niedrig, und sobald der saubere Raum in den Arbeitszustand eintritt, ist es er erfüllt die Anforderungen nicht.

Die korrekte Luftstromorganisation sollte mit Vorhängen auf die Höhe des Arbeitsbereichs in der Region eingestellt werden, und die Klasse 100.000 sollte nicht die obere Lieferung und die obere Rendite übernehmen. Darüber hinaus produzieren die meisten Fabriken derzeit hocheffiziente Luftauslässe mit Diffusoren, und ihre Diffusoren sind nur dekorative Öffnungsplatten und spielen nicht die Rolle des Diffusionsstrangs. Designer und Benutzer sollten darauf besondere Aufmerksamkeit schenken.

3. Luftversorgungsvolumen oder Luftgeschwindigkeit

Das ausreichende Lüftungsvolumen besteht darin, verschmutzte Luft in Innenräumen zu verdünnen und zu entfernen. Nach unterschiedlichen Sauberkeitsanforderungen sollte die Belüftungsfrequenz angemessen erhöht werden, wenn die Nettohöhe des sauberen Raums hoch ist. Unter ihnen wird das Lüftungsvolumen des Reinraums von 1 Million Stufe gemäß dem hocheffizienten Reinigungssystem berücksichtigt, und der Rest wird nach dem hocheffizienten Reinigungssystem berücksichtigt. Wenn die HEPA-Filter der Klassen 100.000 im Maschinenraum konzentriert sind oder die Sub-Hepa-Filter am Ende des Systems verwendet werden, kann die Lüftungsfrequenz um 10-20%angemessen erhöht werden.

Für die oben empfohlenen Werte des oben genannten Belüftungsvolumens ist der Autor der Ansicht: Die Windgeschwindigkeit durch den Raumabschnitt des unidirektionalen Durchflussreins ist niedrig, und der turbulente Reinraum hat einen empfohlenen Wert mit ausreichend Sicherheitsfaktor. Vertikaler unidirektionaler Fluss ≥ 0,25 m/s, horizontaler unidirektionaler Durchfluss ≥ 0,35 m/s. Obwohl die Sauberkeitsanforderungen erfüllt werden können, wenn sie unter leeren oder statischen Bedingungen getestet werden, ist die Fähigkeit zur Bekämpfung der Verschmutzung schlecht. Sobald der Raum in den Arbeitszustand eintritt, kann die Sauberkeit den Anforderungen nicht erfüllen. Diese Art von Beispiel ist kein isolierter Fall. Gleichzeitig gibt es in der Ventilator -Serie meines Landes keine Fans, die für Reinigungssysteme geeignet sind. Im Allgemeinen stellen Designer häufig keine genauen Berechnungen des Luftwiderstands des Systems vor oder bemerken nicht, ob der ausgewählte Lüfter an einem günstigeren Arbeitsplatz in der charakteristischen Kurve ist, was dazu führt Nachdem das System in Betrieb genommen wurde. Der US-Bundesstandard (FS209A ~ B) hat festgestellt unter dem Zustand ohne Einmischung im gesamten Raum. Jede signifikante Abnahme der Luftstromgeschwindigkeit erhöht die Möglichkeit einer Selbstverschlusszeit und Verschmutzung zwischen Arbeitspositionen (nach der Verbreitung von FS209C im Oktober 1987 wurden keine Vorschriften für alle anderen Parameterindikatoren als die Staubkonzentration getroffen).

Aus diesem Grund ist der Autor der Ansicht, dass es angemessen ist, den aktuellen Inlandsdesign -Wert der unidirektionalen Flussgeschwindigkeit angemessen zu erhöhen. Unsere Einheit hat dies in tatsächlichen Projekten getan, und der Effekt ist relativ gut. Der turbulente saubere Raum hat einen empfohlenen Wert mit einem relativ ausreichenden Sicherheitsfaktor, aber viele Designer sind immer noch nicht sicher. Bei der Herstellung spezifischer Designs erhöhen sie das Lüftungsvolumen von 100.000 sauberen Raum auf das 20-25-mal/h, die Klassen 10.000 auf 30-40-mal/h und der Reinraum der Klasse 1000 auf 60-70-mal/h. Dies erhöht nicht nur die Gerätekapazität und die anfänglichen Investitionen, sondern erhöht auch die künftigen Wartungs- und Managementkosten. Tatsächlich müssen dies nicht erforderlich sein. Bei der Zusammenstellung der technischen Maßnahmen meines Landes wurde mehr als Klasse 100 in China untersucht und gemessen. Viele saubere Räume wurden unter dynamischen Bedingungen getestet. Die Ergebnisse zeigten, dass die Belüftungsvolumina der Klassen 100.000 saubere Räume ≥ 10 -mal/h, Klassen 10.000 saubere Räume ≥ 20 -mal/h und Klassen 1000 saubere Räume ≥ 50 -mal/h können die Anforderungen entsprechen. Der US-Bundesstandard (FS2O9A ~ b) stipuliert: Nicht-Unidirektionalräume (Klasse 100.000, Klasse 10.000), Raumhöhe 8 ~ 12 Fuß (2,44 ~ 3,66 m). Betrachten Sie normalerweise den gesamten Raum, der mindestens alle 3 Minuten belüftet werden soll (dh 20 Mal/h). Daher hat die Entwurfsspezifikation einen großen überschüssigen Koeffizienten berücksichtigt, und der Designer kann sicher entsprechend dem empfohlenen Wert des Lüftungsvolumens wählen.

4. Statische Druckdifferenz

Die Aufrechterhaltung eines bestimmten positiven Drucks im Reinraum ist eine der wesentlichen Bedingungen, um sicherzustellen, dass der saubere Raum nicht oder weniger verschmutzt ist, um das entworfene Sauberkeitsniveau aufrechtzuerhalten. Auch für saubere Druckräume muss es angrenzende Räume oder Suiten mit einem Sauberkeitsniveau haben, das nicht niedriger ist als sein Niveau, um einen bestimmten positiven Druck aufrechtzuerhalten, sodass die Sauberkeit des sauberen Druckraums beibehalten werden kann.

Der positive Druckwert des sauberen Raums bezieht sich auf den Wert, wenn der statische Innendruck größer ist als der statische Druck im Freien, wenn alle Türen und Fenster geschlossen sind. Es wird durch die Methode erreicht, dass das Luftversorgungsvolumen des Reinigungssystems größer ist als das Luftretationsvolumen und das Abgaseluftvolumen. Um den positiven Druckwert des sauberen Raums zu gewährleisten, sind die Versorgungs-, Rückkehr- und Ableitungsventilatoren vorzugsweise in Verbindung. Wenn das System eingeschaltet ist, wird der Versorgungslüfter zuerst gestartet, und dann werden die Rückkehr- und Ableitungsventilatoren begonnen. Wenn das System ausgeschaltet ist, wird der Auspuffventilator zuerst ausgeschaltet, und dann werden die Rückkehr- und Versorgungsventilatoren ausgeschaltet, um zu verhindern, dass der saubere Raum kontaminiert wird, wenn das System ein- und ausgeschaltet ist.

Das Luftvolumen, das erforderlich ist, um den Überdruck des sauberen Raums aufrechtzuerhalten, wird hauptsächlich durch die luftdichten Wartungsstruktur bestimmt. In den frühen Tagen des Reinraums in meinem Land dauerte es aufgrund der schlechten Luftdichtheit der Gehäusestruktur 2- bis 6 -mal/h Luftversorgung, um einen positiven Druck von ≥ 5 Pa aufrechtzuerhalten. Gegenwärtig wurde die Luftdichtheit der Wartungsstruktur erheblich verbessert, und nur 1 bis 2 Mal/h Luftversorgung ist erforderlich, um den gleichen positiven Druck aufrechtzuerhalten. und nur 2 bis 3 Mal/h Luftversorgung sind erforderlich, um ≥10 Pa aufrechtzuerhalten.

Die Entwurfsspezifikationen meines Landes [6] sehen vor, dass der statische Druckunterschied zwischen sauberen Räumen unterschiedlicher Klassen und zwischen sauberen Bereichen und nicht-Clean-Bereichen nicht weniger als 0,5 mm H2O (~ 5pa) und die statische Druckdifferenz zwischen dem sauberen Bereich betragen sollte und die Natur sollte nicht weniger als 1,0 mm H2O (~ 10pa) sein. Der Autor glaubt, dass dieser Wert aus drei Gründen zu niedrig zu sein scheint:

. Die Größe des Überdrucks zeigt die Stärke der Verschmutzungsunterdrückungsfähigkeit an. Je größer der positive Druck ist, desto besser (was später diskutiert wird).

(2) Das für den Überdruck erforderliche Luftvolumen ist begrenzt. Das für 5Pa -positive Druck und 10pa -Überdruck erforderliche Luftvolumen beträgt nur etwa 1 Zeit/h. Warum nicht tun? Offensichtlich ist es besser, die untere Grenze des positiven Drucks als 10Pa zu übernehmen.

(3) Der US -Bundesstandard (FS209A ~ B) sieht vor, dass bei geschlossenen Eingängen und Ausgängen der minimale Überdruckdifferenz zwischen dem Reinraum und einer angrenzenden niedrigen Sauberkeitsfläche 0,05 Zoll Wassersäule (12,5 Pa) beträgt. Dieser Wert wurde von vielen Ländern übernommen. Aber der positive Druckwert des sauberen Raums ist nicht umso höher. Nach den tatsächlichen technischen Tests unserer Einheit für mehr als 30 Jahre ist es schwierig, die Tür zu öffnen. Wenn Sie die Tür sorglos schließen, wird es einen Knall machen! Es wird Menschen erschrecken. Wenn der positive Druckwert ≥ 50 ~ 70 Pa beträgt, werden die Lücken zwischen Türen und Fenstern eine Pfeife und die Schwachen oder diejenigen mit einigen unangemessenen Symptomen fühlen sich unangenehm an. Die relevanten Spezifikationen oder Standards vieler Länder im In- und Ausland geben jedoch nicht die Obergrenze des positiven Drucks an. Infolgedessen versuchen viele Einheiten nur, die Anforderungen der Untergrenze zu erfüllen, unabhängig davon, wie viel die Obergrenze ist. Im tatsächlichen sauberen Raum des Autors beträgt der positive Druckwert bis zu 100 Pa oder mehr, was zu sehr schlechten Auswirkungen führt. Tatsächlich ist es keine schwierige Sache, den Überdruck anzupassen. Es ist durchaus möglich, es in einem bestimmten Bereich zu steuern. Es gab ein Dokument, in dem ein bestimmtes Land in Osteuropa den Überdruckwert als 1-3 mm H20 (ca. 10 ~ 30 Pa) festlegt. Der Autor glaubt, dass dieser Bereich angemessener ist.