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    潔凈室基礎(chǔ)知識

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    潔凈室基礎(chǔ)知識

    1、簡介

    潔凈室的發(fā)展與現(xiàn)代工業(yè)、尖端技術(shù)密切聯(lián)系在一起。由于精密機械工業(yè)(如陀螺儀、微型軸承等加工)、半導體工業(yè)(如大規(guī)模集成電路生產(chǎn))等對環(huán)境的要求,促進了潔凈室技術(shù)的發(fā)展。國內(nèi)曾統(tǒng)計過,在無潔凈級別的要求的環(huán)境下生產(chǎn)MOS電路管芯的合格率僅10%~15%,64位儲存器僅2%。目前在精密機械、半導體、宇航、原子能等工業(yè)中應用潔凈室已相當普遍。 [1] 

    2、分類

    2.1按氣流的流動狀態(tài)分

    根據(jù)氣流的流動狀態(tài)分,主要有以下三種氣流分布的潔凈室 [1]  :

    1) 非單向流潔凈室:以前常稱為亂流型潔凈室,室內(nèi)的氣流并不都按單一方向流動。非單向流潔凈室有幾個共同的特點:終端過濾器(高效或亞高效)盡量接近潔凈室,它可以就是送風口或直接連送風口,也可以接到房間的送風靜壓箱上;回風口均設(shè)在潔凈室的下部,目的是避免出現(xiàn)“揚灰”現(xiàn)象。非單向流潔凈室中都有渦流存在,不適宜用于高潔凈度的潔凈室中,宜用于6~9級的潔凈室中。

    2) 單向流潔凈室:單向流潔凈室氣流的特征是流線平行,以單一方向流動,并且在斷截面上風速一致,有垂直單向潔凈室,準垂直單向流,水平單向流潔凈室等。

    3) 矢量潔凈室:在房間的側(cè)上角送風,采用扇形高效過濾器,也可以用普通高效過濾器配扇形送風口,在另一側(cè)的下部設(shè)回風口,房間的高長比一般在0.5~1之間為宜。這種潔凈室也可以達到5級(100級)潔凈度。

    潔凈室的流型基本上是上述三種類型,但是實際應用時可演變出很多形式。潔凈室可以是單向流和非單向流組合在一起的混合流型,以在局部區(qū)域(單向流部分)實現(xiàn)高級別的潔凈室。例如,在潔凈室中設(shè)水平單向流的“隧道”(一側(cè)敞開),潔凈室的其余部分是渦流的單向流流型,從而實現(xiàn)“隧道”部分達到5級以上潔凈度,工作臺就設(shè)在“隧道內(nèi)”。

    2.2按受控粒子的性質(zhì)劃分

    1)工業(yè)潔凈室:受控粒子為塵埃等非生物粒子的潔凈室。

    2)生物潔凈室:受控粒子為生物粒子的潔凈室。

    3、實現(xiàn)潔凈度要求的通風措施

    潔凈室要達到潔凈等級,必須有綜合措施,其中包括工藝布置、建筑平面、建筑構(gòu)造、建筑裝修、人員和物料凈化、空氣潔凈措施、維護管理等。其中空氣潔凈措施是實現(xiàn)潔凈等級的根本保證。就空氣潔凈而言,主要有以下幾項具體措施 [1]  

    1) 對潔凈室的送風必須是有很高潔凈度的空氣。因此,必須選用高效或亞高效過濾器(潔凈級別低時)作為終端過濾器,對進入潔凈室的空氣,進行最后一級過濾。為保護終端過濾器和延長其壽命,必須使空氣先經(jīng)中效過濾器進行過濾。

    2) 根據(jù)潔凈室的等級,合理選擇潔凈室的氣流分布流型,在工作區(qū)應避免渦流區(qū);盡量使送入房間的潔凈度高的空氣直接到達工作區(qū);氣流的流動有利于潔凈室內(nèi)的微粒從回風口排走。

    3) 有足夠的風量,既為了稀釋空氣的含塵濃度,又保證有穩(wěn)定的氣流流型。

    4)不同等級的潔凈室、潔凈室與非潔凈室或潔凈室與室外之間均應保持一定的正壓值。

    4、潔凈室氣流組織考慮原則

    1) 當產(chǎn)品要求潔凈度為100級時,選用層流流型;當產(chǎn)品要求潔凈度為1000~100000級時,選用亂流流型。

    2) 減少渦流,避免把工作區(qū)以外的污染物帶入工作區(qū)。

    3) 為了防止灰塵的二次飛揚,氣流速度不能過大。亂流潔凈室的回風口不應設(shè)在工作區(qū)的上部。宜在地板上或側(cè)墻下部均勻布置回風口。

    4) 工作區(qū)的氣流應均勻,流速必須滿足工藝和衛(wèi)生的要求;潔凈氣流應盡可能把工作部位圍罩起來,使污染物在擴散之前便流向回風口。

    5) 工作設(shè)備布置時要留有一定的間隔,為送、回風口的布置和氣流的通暢創(chuàng)造條件:氣流組織設(shè)計時要考慮高大設(shè)備對氣流組織的影響。

    6) 潔凈工作臺不宜布置在層流潔凈室內(nèi)。當布置在亂流潔凈室時,宜將其置于工作區(qū)氣流的上風側(cè),以提高室內(nèi)的空氣潔凈度。

    7) 潔凈室內(nèi)有通風柜時,宜置于工作區(qū)氣流的下風側(cè),以減少對室內(nèi)的污染。 [2] 

    5、潔凈室的負荷特點和節(jié)能

    一般情況下,凈化空調(diào)系統(tǒng)的能耗比一般空調(diào)系統(tǒng)的能耗大的多。其原因是兩者之間的負荷特點不同。就潔凈室,尤其是半導體工業(yè)潔凈室而言,其負荷特點是:由于排風量大造成新風量大,故新風處理所需冷量消耗大;送風量大,輸送動力消耗大,風機管道溫升高;生產(chǎn)設(shè)備的發(fā)熱量大,消耗冷量大。這三項負荷之和一般占總負荷的70%~95%。因此,凈化空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能措施應從減少新風量(減少排風量);控制送風量(合理確定換氣次數(shù));充分利用回風量;選擇低阻力高效率的空調(diào)和凈化設(shè)備和可變風量的風機等入手。 [3] 

    6、潔凈室設(shè)計對生產(chǎn)工藝的要求

    1) 潔凈環(huán)境是為生產(chǎn)工藝服務的,潔凈室設(shè)計必須滿足生產(chǎn)工藝的環(huán)境要求,這是理所當然的。因此,在潔凈室設(shè)計時生產(chǎn)工藝對環(huán)境參數(shù)的要求應該實事求是,其面積、層高,溫度、濕度,潔凈度等應該該高則高,該低則低,并非越高越好。在不影響生產(chǎn)工藝正常運行的前提下盡可能地降低參數(shù)要求,控制凈化面積,縮小高凈化級別潔凈區(qū)的范圍,嚴格控制100級和更高級別單向流潔凈區(qū)的面積。 [3] 

    2)在生產(chǎn)工藝平面區(qū)劃時盡可能把相同級別的潔凈房間布置在一起,把潔凈度要求高的工序設(shè)置在上風側(cè),把產(chǎn)生粉灰、有毒、有害、易燃、易爆廢氣的工藝設(shè)備、容器盡可能放在潔凈區(qū)外,若必須放在潔凈區(qū)內(nèi)時應盡量采取密閉措施以減少粉塵和廢氣的排放量。

     

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