凈化(潔凈)工程介紹
設(shè)計(jì)規(guī)范及依據(jù)
《國際標(biāo)準(zhǔn)》(ISO/TC209)
《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》(GMP-98)
《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50073-2001)
《通風(fēng)與空調(diào)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》(GB50243-97)
《潔凈室施工及驗(yàn)收規(guī)范》(JGJ71-90)
《美國聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)》(FS209E-92)
《醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》(GMP-97)
《食品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》
潔凈工程
潔凈室最主要之作用在于控制產(chǎn)品(如硅芯片等)所接觸之大氣的潔凈度日及溫濕度,使產(chǎn)品能在一個(gè)良好之環(huán)境空間中生產(chǎn)、制造,此空間我們稱之為潔凈室。按照國際慣例,無塵凈化級別主要是根據(jù)每立方米空氣中粒子直徑大于劃分標(biāo)準(zhǔn)的粒子數(shù)量來規(guī)定。也就是說所謂無塵并非99%沒有一點(diǎn)灰塵,而是控制在一個(gè)非常微量的單位上。當(dāng)然這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中符合灰塵標(biāo)準(zhǔn)的顆粒相對于我們常見的灰塵已經(jīng)是小的微乎其微,但是對于光學(xué)構(gòu)造而言,哪怕是一點(diǎn)點(diǎn)的灰塵都會產(chǎn)生非常大的負(fù)面影響,所以在光學(xué)構(gòu)造產(chǎn)品的生產(chǎn)上,無塵是必然的要求。
每立方米將小于0.3微米粒徑的微塵數(shù)量控制在3500個(gè)以下,就達(dá)到了國際無塵標(biāo)準(zhǔn)的。應(yīng)用在芯片級生產(chǎn)加工的無塵標(biāo)準(zhǔn)對于灰塵的要求高于,這樣的高標(biāo)主要被應(yīng)用在一些等級較高芯片生產(chǎn)上。微塵數(shù)量被嚴(yán)格控制在每立方米1000個(gè)以內(nèi),這也就是業(yè)內(nèi)俗稱的1K級別。
分類
亂流式
空氣由空調(diào)箱經(jīng)風(fēng)管與潔凈室內(nèi)之空氣過濾器(HEPA)進(jìn)入潔凈室,并由潔凈室兩側(cè)隔間墻板或高架地板回風(fēng)。氣流非直線型運(yùn)動而呈不規(guī)則之亂流或渦流狀態(tài)。此型式適用于潔凈室等級1,000-100,000級。
定義:氣流以不均勻速度不平行流動、伴有回流或渦流的潔凈室。
原理:亂流潔凈室靠送風(fēng)氣流不斷稀釋室內(nèi)空氣,將污染空氣逐漸稀釋,來實(shí)現(xiàn)潔凈的(亂流潔凈室一般設(shè)計(jì)在千級以上至30萬級凈化級別)。
特性:亂流潔凈室是靠多次換氣來實(shí)現(xiàn)潔凈與潔凈級別。換氣次數(shù)決定定義中的凈化級別(換氣次數(shù)越多,凈化級別越高)
(1)自凈時(shí)間:是指潔凈室按設(shè)計(jì)換氣次數(shù)開始送風(fēng)到潔凈室,室內(nèi)含塵濃度達(dá)到所設(shè)計(jì)的凈化級別的時(shí)間。 1,000級希望不超過20min(分鐘) (可取15min計(jì)算) 10,000級希望不超過30min(分鐘) (可取25min計(jì)算) 100,000級希望不超過40min(分鐘) (可取30min計(jì)算)
(2)換氣次數(shù)(按上述自凈時(shí)間要求設(shè)計(jì))1,000級 43.5—55.3次/小時(shí) (規(guī)范:50次/小時(shí)) 10,000級 23.8—28.6次/小時(shí) (規(guī)范:25次/小時(shí)) 100,000級 14.4—19.2次/小時(shí) (規(guī)范:15次/小時(shí))
優(yōu)點(diǎn):構(gòu)造簡單、系統(tǒng)建造成本,潔凈室之?dāng)U充比較容易,在某些特殊用途場所,可并用無塵工作臺,提高潔凈室等級。
缺點(diǎn):亂流造成的微塵粒子于室內(nèi)空間飄浮不易排出,易污染制程產(chǎn)品。另外若系統(tǒng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)再激活,欲達(dá)需求之潔凈度,往往須耗時(shí)相當(dāng)長一段時(shí)間。
層流式
(Laminar)
層流式空氣氣流運(yùn)動成一均勻之直線形,空氣由覆蓋率99%之過濾器進(jìn)入室內(nèi),并由高架地板或兩側(cè)隔墻板回風(fēng),此型式適用于潔凈室等級需定較高之環(huán)境使用,一般其潔凈室等級為Class 1~100。其型式可分為二種:
(1)水平層流式:水平式空氣自過濾器單方向吹出,由對邊墻壁之回風(fēng)系統(tǒng)回風(fēng),塵埃隨風(fēng)向排出室外,一般在下流側(cè)污染較嚴(yán)重。
優(yōu)點(diǎn):構(gòu)造簡單,運(yùn)轉(zhuǎn)后短時(shí)間內(nèi)即可變成穩(wěn)定。
缺點(diǎn):建造費(fèi)用比亂流式高,室內(nèi)空間不易擴(kuò)充。
(2)垂直層流式:房間天花板以ULPA過濾器覆蓋,空氣由上往下吹,可得較高之潔凈度,在制程中或工作人員所產(chǎn)生的塵??煽焖倥懦鍪彝舛粫绊懫渌ぷ鲄^(qū)域。
優(yōu)點(diǎn):管理容易,運(yùn)轉(zhuǎn)開始短時(shí)間內(nèi)即可達(dá)穩(wěn)定狀態(tài),不易為作業(yè)狀態(tài)或作業(yè)人員所影響。
缺點(diǎn):構(gòu)造費(fèi)用較高,彈性運(yùn)用空間困難,天花板之吊架相當(dāng)占空間,維修更換過濾器較麻煩。
復(fù)合式
(Mixed Type)
復(fù)合式為將亂流式及層流式予以復(fù)合或并用,可提供局部超潔凈之空氣。
(1)潔凈隧道(Clean Tunnel):以HEPA或ULPA過濾器將制程區(qū)域或工作區(qū)域99%覆蓋使?jié)崈舳鹊燃壧岣咧?0級以上,可節(jié)省安裝運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。
此型式需將作業(yè)人員之工作區(qū)與產(chǎn)品和機(jī)器維修予以隔離,以避免機(jī)器維修時(shí)影響了工作及品質(zhì),ULSI制程大都采用此種型式。
潔凈隧道另有二項(xiàng)優(yōu)點(diǎn):A.彈性擴(kuò)充容易; B.維修設(shè)備時(shí)可在維修區(qū)輕易執(zhí)行。
(2)潔凈管道(Clean Tube):將產(chǎn)品流程經(jīng)過的自動生產(chǎn)線包圍并凈化處理,將潔凈度等級提至100級以上。因產(chǎn)品和作業(yè)員及發(fā)塵環(huán)境相互隔離,少量之送風(fēng)即可得到良好之潔凈度,可節(jié)省能源,不需人工的自動化生產(chǎn)線為宜使用。藥品、食品業(yè)界及半導(dǎo)體業(yè)界均適用。
(3)并裝局部潔凈室(Clean Spot):將潔凈室等級10,000~100,000之亂流潔凈室內(nèi)之產(chǎn)品制程區(qū)的潔凈度等級提高為10~1000級以上,以為生產(chǎn)之用;潔凈工作臺、潔凈棚、裝配式潔凈室、潔凈衣柜即屬此類。
潔凈工作臺:等級Class 1~100級。
潔凈棚:為在亂流式之潔凈室空間內(nèi)以防靜電之透明塑料布圍成一小空間,采用獨(dú)立之HEPA或ULPA及空調(diào)送風(fēng)機(jī)組而成為一較高級之潔凈空間,其等級為10~1000級,高度在2.5米左右,覆蓋面積約10m2以下,四支支柱并加裝活動輪,可為彈性運(yùn)用。
按用途分類
工業(yè)潔凈室
以無生命微粒的控制為對象。主要控制空氣塵埃微粒對工作對象的污染,內(nèi)部一般保持正壓狀態(tài)。 它適用于精密機(jī)械工業(yè)、電子工業(yè)(半導(dǎo)體、集成電路等)宇航工業(yè)、高純度化學(xué)工業(yè)、原子能工業(yè)、光磁產(chǎn)品工業(yè)(光盤、膠片、磁帶生產(chǎn))LCD(液晶玻璃)、電腦硬盤、電腦磁頭生產(chǎn)等多行業(yè)。
生物潔凈室
主要控制有生命微粒(細(xì)菌)與無生命微粒(塵埃)對工作對象的污染。又可分為;
A、 一般生物潔凈室:主要控制微生物(細(xì)菌)對象的污染。同時(shí)其內(nèi)部材料要能經(jīng)受各種滅菌劑侵蝕,內(nèi)部一般保證正壓。實(shí)質(zhì)上其內(nèi)部材料要能經(jīng)受各種滅菌處理的工業(yè)潔凈室。例:制藥工業(yè)、醫(yī)院(手術(shù)室、無菌病房)食品、化妝品、飲料產(chǎn)品生產(chǎn)、動物實(shí)驗(yàn)室、理化檢驗(yàn)室、血站等。
B、 生物學(xué)安全潔凈室:主要控制工作對象的有生命微粒對外界和人的污染。內(nèi)部要保持與大氣的負(fù)壓。例:細(xì)菌學(xué)、生物學(xué)、潔凈實(shí)驗(yàn)室、物物工程(重組基因、疫苗制備)
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范
國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范
(1).潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50073-2001
(2).醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范GB50333-2002
(3).醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50457-2008
(4).傳染病醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)規(guī)范
(5).醫(yī)藥工業(yè)潔凈室(區(qū))懸浮粒子的測試方法GB/T16292-1996
(6).QS認(rèn)證質(zhì)量手冊
(7).GMP藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范
國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范
(1)ISO14644-1空氣潔凈度等級劃分
(2)ISO14644-2 為認(rèn)證ISO14644-1的 連續(xù)的相符性的測試和監(jiān)測技術(shù)要求
(3)ISO14644-3 測試方法
(4)ISO14644-4 設(shè)計(jì)建造啟動
(5)ISO14644-5 運(yùn)行(Operations)
(6)ISO14644-6 術(shù)語和定義
(7)ISO14644-7 分離裝置(潔凈空氣罩、手套箱、分離器和微循環(huán)設(shè)備
(8)ISO14644-8 分子污染
(9)ISO14644-9 潔凈化學(xué)品(液體)
凈化工程
空氣潔凈度等級標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范
經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)達(dá)的國家和地區(qū)都有自己的空氣潔凈標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),都規(guī)定了有關(guān)的潔凈度等級,例如美國、日本、西歐、北歐、俄羅斯等。我國于1984年頒布《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJ73-84),1996年該規(guī)范進(jìn)行了較大的修改,1990年頒布《潔凈室施工及驗(yàn)收規(guī)范》(JGJ71-90)以指導(dǎo)施工和驗(yàn)收的重要文件。該規(guī)范在重新修訂中。
?GBJ73-84規(guī)定的潔凈度等級
?GBJ73-84規(guī)定的潔凈度等級 ?標(biāo)準(zhǔn)FS209E中的潔凈等級