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洁净室基础知识 4 h" Z7 L$ w, Z
洁净室定义
9 f+ E+ g# Y% S( C( _洁净室又叫无尘室或清净室,为将一定空间范围之空气中的微尘粒子、有害空气、细菌等之污染物排除,并将室内之温湿度、洁净度、室内压力、气流速度与气流分布、噪音振动及照明、静电控制在某一需求范围内,而所给予特别设计之房间。
/ t x1 f w" r1 _ ^: W洁净室必须具备以下条件:空气中飘游微尘离子之去除;微尘粒子产生之防止;温度和湿度之控制;压力之调节;有害气体之排除;结构与隔间之气密性良好;静电之防制;电磁干扰之预防;安全因素之考虑;节能之考量。 . Q! f" Q0 |% l: r
洁净室历史演进
" z9 k/ e6 |. l ~3 O& X' y二次世界大战时美国空军发现大部分飞机零件故障之原因,乃因粉屑、灰尘等之污染所引起,因此选择浮游灰尘较少之场所进行加工及组合以减小故障率,此为洁净室观念之起源。1958年美国为了开始太空科学之研究,开始做洁净室之研究,并于1961年完成有关美国空军之洁净室规格。 % B/ w! c( r- g; W0 j
微尘粒子分布与控制 - a# C% S: y" p
空气中之粒子有如下列几种: , f- f) Y: a" W/ y, D/ |& `
1.微粒子,10μm以下不太容易沉降的粒子; 4 d/ y% ]8 f; g6 _ Z5 V: ^
2.极微粒子,1μm以下几乎不可能沉降的粒子; . K2 f0 Y. r+ X! J* V4 Z
3.生物粒子,有生命的粒子如花粉、孢子、细菌等;
2 S- g G. B# F: O4.纤维状粒子,长度为宽度10倍以上的粒子; - F- A* e2 z E; w0 S
5.浮游微粒子,浮游于气体或流体中的生物粒子; q) A' H0 E2 Q# _
6.离子粒子,具有正负电荷之分子或微粒子。 ) r* y6 v8 r: X3 ]+ O
粒子的性质可将其归纳为下列几点:
* P. }2 ?5 d2 R C$ ~1.沉降视粒径大小而依牛顿(约1000μm以上的粒子)、艾伦(50~1000μm之间的粒子)、司托克斯(5~50μm之间的粒子)、卡林克母(0.07~5.00μm之间的粒子)、布朗(0.07μm以下的粒子)法则而运动,司托克斯定律为这些粒子的沉降速度随粒子大小的平方而变化。
# z: r: k1 e: }7 |6 R$ r2.微小粒子依布朗运动而扩散;
& n4 W7 `5 V* a2 S3.生物粒子,有生命的粒子如花粉、孢子、细菌等; 7 O: O( j5 n8 {& K: {5 d: Z3 @
4.纤维状粒子,长度为宽度10倍以上的粒子;
5 f: s% U! e- |5.浮游微粒子,浮游于气体或流体中的生物粒子;
- x. G) x) K4 v. R6.离子粒子,具有正负电荷之分子或微粒子
; j& K# u& O! E9 }微粒子性质归纳为: # o k3 f4 M: [& w; u4 z
1.沉降视粒径大小而依牛顿、司托克斯等运动;
0 r' A! C9 r$ ~! R$ C2.微小粒子依布朗运动而扩散,且相互间有凝集效果;
: c& ?* W8 Q/ u* I+ y/ M3.有光散乱效果;
1 _. Y9 C0 H' G& W* |, a4.因爆炸、破碎、摩擦、放射线照射或放电而容易带电;
! P) e5 M/ M4 y+ j5 _6 _5.粒子会向低温方向移动;
7 c7 ?1 Q% s) C* B2 n6.水滴附着则重力沉降较容易。 " `2 E3 E7 R' Z; x
洁净室适用范围
4 q2 @) a0 i* P p7 E/ M, }洁净室之使用,大致可分为二类。
3 U7 y) j- [/ r! u( ^3 |工业用洁净室简称I.C.R,以半导体、电子工业、光学机器、精密机械、精致涂装、新素材及航空等为范围,主要控制尘埃粒子。优点有三:1.提高品质及良率;2.节省产品工时及成本;3.降低维修费用。该类洁净室一般具有正压式洁净环境。
0 p- u( C8 F( L) w2 |3 J; G生化及医药用洁净室简称B.C.R,以制药、医学、遗传基因产业、生命科学、医疗设施、食品及生物实验室等范围,主要控制生物粒子及尘埃。优点有三:1.防止细菌感染;2.提高食品、药物品质;3.延长食品及药物之储存期限。有害生物实验室必须采用负压式洁净室。
0 k$ W3 [- b3 c6 E- _+ L" |洁净室分类
0 n$ [- K) j* D. G- a" Q- o洁净室依空气流动方式和使用环境、场所或目的之不同,而作如下之分类: 4 C2 r% b0 E+ \$ @) z! _" R6 d
1.乱流式,空气有空调箱经风管与洁净室内之空气过滤器进入洁净室,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成不规则之乱流或涡流状态。此型式适用于洁净等级1000~100000级,其优点是构造简单、系统建造成本低,洁净室之扩充比较容易,特殊情况下可提高洁净室等级;其缺点是因乱流而不易排出空间漂浮之粒子,停转后再启动需耗相当长时间才能满足洁净需求。
, O ~' a. w5 f- h" P/ V! \7 w2.层流式,空气由覆盖率100%之过滤器进入室内,并由两侧隔墙板或高架地板回风。气流成一均匀之直线形。此型式适用于洁净等级1~100级,分水平层流式和垂直层流式两种。水平式空气自过滤器单方向吹出,又对面墙壁之回风系统回风,尘埃随风排到室外,一般下流侧污染较重,其优点是构造简单,运转短时间后即可稳定;其缺点是建造费用比乱流式高,室内空间不易扩充。垂直式空气完全以HEPA过滤器覆盖的天花上往下吹,其优点是管理容易,运转短时间后即可稳定,不易为作业人员影响;其缺点是够在费用较高,弹性利用空间较困难,吊架空间大,维修更换过滤器较麻烦。 % J0 [" q$ {! c$ L& Q
3.复合式,将乱流式及层流式予以复合或拼用,可提供局部超洁净之空气,有三种型式:洁净隧道、洁净管道和拼装局部洁净室。
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