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    潔淨工程管理要點

    潔淨工程也叫潔淨尊龙凯时 - 人生就是搏! ,潔淨室裝修改造 ,潔淨廠房 ,OLED潔淨工程管理要點, OLED器件是在潔淨室內進行生產的 ,潔淨室工程質量好壞 ,決定着生產線產品合格率的高低 ,進而影響產品成本 。

    潔淨工程潔淨室尊龙凯时 - 人生就是搏!主要之作用在於控制產品(如矽晶片等)所接觸之大氣的潔淨度日及溫濕度 ,使產品能在一個良好之環境空間中生產 、製造 ,此空間我們稱之為潔淨室 。按照國際慣例 ,無塵淨化級別主要是根據每立方米空氣中粒子直徑大於劃分標準的粒子數量來規定 。也就是說所謂無塵並非100%沒有一點灰塵 ,而是控制在一個非常微量的單位上 。當然這個標準中符合灰塵標準的顆粒相對於我們常見的灰塵已經是小的微乎其微 ,但是對於光學構造而言 ,哪怕是一點點的灰塵都會產生非常大的負面影響 ,所以在光學構造產品的生產上 ,無塵是必然的要求 。

    每立方米將小於0.3微米粒徑的微塵數量控制在3500個以下 ,就達到了國際無塵標準的A級 。應用在晶片級生產加工的無塵標準對於灰塵的要求高於A級 ,這樣的高標主要被應用在一些等級較高晶片生產上 。微塵數量被嚴格控制在每立方米1000個以內 ,這也就是業內俗稱的1K級別 。

    我公司承建了一個OLED實驗線潔淨室工程 ,本文將系統介紹該潔淨室工程管理的要點 。
    1 、工程概況
    該項目主廠房生產區域為兩層鋼筋混凝土框架結構及鋼屋架結構 ,混凝土屋面採用柔性高分子卷材屋面, 鋼結構屋面採用機械固定的卷材屋面方式 ,一層層高4.8m ,二層層高6.4m ,一層技術下夾層與二層生產區之間的樓板採用華夫板方式 ,利用華夫板上的開洞滿足兩層之間的迴風 ,華夫板上設置導電性架空地板 ,設備根據工藝要求佈置在架空地板或華夫板上 。

    2 、設施佈局
    一層主要包括的功能房間為技術下夾層 ,迴風夾道 ,送風 ,高效送風口 ,沿下夾層區域四周佈置有門廳 、換鞋區 、一更 、化學品供應 、特氣供應 、廢液收集 、廢水提升站 、冷卻循環水站 、純水拋光間 、真空間 、變電站 、物料暫存間 、成品暫存間等 。

    二層是大開間的工藝生產區 ,佈置生產設備 。該層與技術下夾層之間的結構樓板是有一定開孔率的華夫板 ,華夫板上方安裝架空活動地板 ,以滿足迴風的要求;生產設備層的吊頂安裝風機過慮器單元(FFU) ,以滿足生產層淨化要求 。

    二層核心淨化區包括的區域有PVD/CVD 、光刻間 、掩模清洗 、注入間 、RTA 、ELA 、CVD 、基板清洗間 、小片切割 、蒸鍍 、劃片 、UV硬化 、基板切割間 、探針 、陣列檢測間 、緩衝間 、有機庫 、FMM庫 、QA 、迴風夾道等 ,核心淨化區周圍的其它功能房間包括有空調機房 、電氣室 、配電室 、維修間 、材料庫等 。在核心淨化生產區的兩側設計迴風 、管道豎井 ,形成淨化空氣的循環迴路 。並且在建築的兩邊各設計多部樓梯 ,形成各層對室外的疏散通道為滿足淨化生產的微振要求 ,二層的樓板——華夫板擬採用較厚的穿孔樓板結構 ,華夫板面刷環氧樹脂塗料 ,為滿足生產工藝的靈活佈置並提高淨化面積的使用效率 ,生產人員經主入口門廳進入換鞋區 ,再進入一次更衣 ,通過員工專用樓梯進入二層二次更衣室 ,再通過風淋室進入生產區 。

    潔淨室空調系統由MAU(新風處理系統)+FFU+干盤管共同構成 。生產區吊頂由風機過濾單元(FFU)與金屬吊頂框架組成 ,FFU視各生產機台需要之等級均布 ,覆蓋率隨生產工藝需求而定 。新風由MAU(新風處理系統)集中處理後與室內的循環風混合 ,經FFU加壓 、過濾後送入生產區 。生產區內設備 、人員 、照明 、圍護結構等冷負荷均由干盤管承擔 。潔淨室內濕度及正壓控制由MAU負責 。MAU供風量需求約50000CMH×2+1台 ,潔淨室循環風量約773000CMH 。新風入口附設不織布濾網及庫板隔間氣室於新風空調機組入口前 ,延長主要濾網壽命 。

    在化學品庫 、氣體間設置獨立的空調系統,新風經處理後送入室內 ,然後通過排風系統全部排至室外 ,空氣不循環使用 。

    潔淨尊龙凯时 - 人生就是搏!

    工藝排風系統 :在工藝生產過程中會產生含酸 、鹼 、有機溶劑 、高沸點有機 、有害等廢氣 。為保護生產人員的健康 ,減少對工作環境及廠區周圍空氣的污染 ,分別設計了相應的局部排風系統 、全室排風系統及廢氣處理系統 。為消除工藝生產區工藝設備等散發的熱量所設計的局部排風系統 、全室排風系統的排風不需處理可直接排入大氣 。為消除工藝生產區工藝設備散發的含酸 、鹼 、有機溶劑 、高沸點有機 、有害等廢氣的局部排風系統 ,排風須先經廢氣洗滌塔等廢氣處理裝置處理 ,達到排放標準後才能排入大氣 。工藝排風系統排風機風量設定約STR400CMH×1+1台;GEX-D18000CMH×1+1台;EX-W&GEX-H12300CMH×1台 ,備用機與GEX-D共用;SEX 16 000CMH×1+1台;ORG 4 000 CMH×1+1台 ,所有工藝排風機均帶變頻器 。
    防 、排煙系統 :對於大於300m2的地上房間 、長度大於40m的疏散走道 、長度大於20m的內走道設置消防排煙系統 。以高度為50cm的擋煙垂壁劃分防煙分區 ,最大防煙分區的面積為500m2 。排煙風機的風量為72000m3/h(60000×1.2倍) 。密閉房間設置機械排煙系統時 ,同時設置機械補風系統 ,補風量為排煙量的50% 。防煙樓梯間及其前室 、消防電梯前室或合用前室設置防煙設施 。

    3 、潔淨等級要求
    核心淨化區0.3ìm 、ISO5.5 ,輔助區域0.3ìm 、ISO6.5 。其工序環境參數見表1 。
    4 、施工重點分析

    4.1建設過程必須遵循潔淨室建設四項原則

    (1)不帶入 。

    (2)不產生 。

    (3)不積累 。

    (4)快速去除 。
    不帶入 ,就是不向潔淨室帶人任何灰塵 ,必須確保以下條件 :
    (1)高效過濾器與結構不產生灰塵泄漏 。

    (2)保持潔淨室正壓 。

    (3)人員經更衣換鞋 、風淋後方可進入潔淨室 。

    (4)材料與設備經清洗後方可進入潔淨室 。

    不產生 ,就是不在潔淨室產生任何灰塵 ,必須確保以下條件 :
    (1)人員應穿潔淨服 。

    (2)不使用容易產生灰塵的材料與設備 。

    (3)不進行不必要的移動 。

    (4)不帶入無用品 。
    不積累 ,就是不在潔淨室積累任何灰塵 ,必須確保以下條件 :

    (1)不使設備角和四周清潔困難 。

    (2)潔淨室儘量不暴露風管和管道 。

    (3)遵守標準化淨化工作程序 。

    快速去除 ,就是快速去除潔淨室內灰塵 ,必須做到以下幾點 :
    (1)增加換氣率 。

    (2)在靠近產生灰塵的地方設置排氣裝置 。

    (3)採用合適的氣流形式以避免灰塵粘在產品上 。

    4.2基於以上原則 ,潔淨室施工重點工作

    做好潔淨室氣密隔絕 ,將潔淨室與外界完全隔離 ,確保外界污染物不能進入潔淨室範圍 ,在正式內裝圍護結構未完成前 ,先做臨時隔離設施 。

    建立三級潔淨管制 ,確保施工各階段符合相應淨化管制標準 。

    高架地板開孔率計算及孔板 、盲板分佈 。為保證華夫板迴風均勻 ,從迴風夾道向另一側盲板的分佈率遞減以平衡氣流 ,防止短路 。

    確保內裝圍護結構的嚴密性 ,潔淨區外圍牆體 、頂板必須保持嚴密 ,嚴禁外氣泄漏進入潔淨室 。確保迴風夾道的密閉 ,包括干盤管牆的密閉及迴風夾道圍護結構的氣密性 ,以保證干盤管的斷面風速 、風量要求 ,同時防止氣流短路 ,未經干盤管直接進入靜壓箱 。

    進入二級潔淨管制階段 ,儘快在潔淨室內建立正壓 ,方法是利用新風機組為室內提供新風 ,建立正壓 ,在新風機外部的新風吸入口加設無紡布過濾新風 ,以延長新風機內初效過濾器 、中效過濾器的使用壽命 。

    潔淨室施工完成後 ,經過調試 、檢測 ,潔淨室各項數據均符合設計指標 。

    5 、結語
    通過對本項目施工實踐的總結 ,驗證了項目潔淨管理重點的正確性 ,潔淨室施工管理 ,要嚴格遵循潔淨室建設四項原則 ,可確保潔淨室工程建設的成功 。

    潔淨廠房潔淨工程狀態 :
    潔淨室狀態有以下三個 :
    空氣潔淨室 :已經建造完成並可以投入使用的潔淨室(設施) 。它具備所有有關的服務和功能 。但是 ,在設施內沒有操作人員操作的設備 。
    靜態潔淨室 :各種功能完備 、設定安裝妥當 ,可以按照設定使用或正在使用的潔淨室(設施) ,但是設施內沒有操作人員 。
    動態潔淨室 :處於正常使用的潔淨室 ,服務功能完善 ,有設備和人員;如果需要 ,可從事正常的工作 。

    控管項目 :
    1 、能除去空氣中飄遊之微塵粒子 。
    2 、能防止微塵粒子之產生 。
    3 、溫度和濕度之控制 。
    4 、壓力之調節 。
    5 、 有害氣體之排除 。
    6 、結構物與隔間之氣密性 。
    7 、靜電之防制 。
    8 、電磁干擾預防 。
    9 、安全因素之考慮 。
    10 、節能之考量 。

    潔淨尊龙凯时 - 人生就是搏!分類
    亂流式
    空氣由空調箱經風管與潔淨室內之空氣過濾器(HEPA)進入潔淨室 ,並由潔淨室兩側隔間牆板或高架地板迴風 。氣流非直線型運動而呈不規則之亂流或渦流狀態 。此型式適用於潔淨室等級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淨室 。

    原理 :亂流潔淨室靠送風氣流不斷稀釋室內空氣 ,將污染空氣逐漸稀釋 ,來實現潔淨的(亂流潔淨室一般設計在千級以上至30萬級淨化級別) 。

    特性 :
    亂流潔淨室是靠多次換氣來實現潔淨與潔淨級別 。換氣次數決定定義中的淨化級別(換氣次數越多 ,淨化級別越高)
    (1)自淨時間 :是指潔淨室按設計換氣次數開始送風到潔淨室 ,室內含塵濃度達到所設計的淨化級別的時間 。 1000級希望不超過20min(分鐘) (可取15min計算) 10,000級希望不超過30min(分鐘) (可取25min計算) 100,000級希望不超過40min(分鐘) (可取30min計算)
    (2)換氣次數(按上述自淨時間要求設計)1,000級 43.5—55.3次/小時 (規範:50次/小時) 10,000級 23.8—28.6次/小時 (規範:25次/小時) 100,000級 14.4—19.2次/小時 (規範:15次/小時)
    優點 :構造簡單 、系統建造成本 ,潔淨室之擴充比較容易 ,在某些特殊用途場所 ,可並用無塵工作枱 ,提高潔淨室等級 。

    缺點 :亂流造成的微塵粒子於室內空間飄浮不易排出 ,易污染製程產品 。另外若系統停止運轉再激活 ,欲達需求之潔淨度 ,往往須耗時相當長一段時間 。
    層流式
    (Laminar)
    層流式空氣氣流運動成一均勻之直線形 ,空氣由覆蓋率100%之過濾器進入室內 ,並由高架地板或兩側隔牆板迴風 ,此型式適用於潔淨室等級需定較高之環境使用 ,一般其潔淨室等級為Class1~100 。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 ,由對邊牆壁之迴風系統迴風 ,塵埃隨風向排出室外 ,一般在下流側污染較嚴重 。
    優點 :構造簡單 ,運轉後短時間內即可變成穩定 。

    缺點 :建造費用比亂流式高 ,室內空間不易擴充 。
    (2)垂直層流式 :房間天花板完全以ULPA過濾器覆蓋 ,空氣由上往下吹 ,可得較高之潔淨度 ,在製程中或工作人員所產生的塵埃可快速排出室外而不會影響其它工作區域 。
    優點 :管理容易 ,運轉開始短時間內即可達穩定狀態 ,不易為作業狀態或作業人員所影響 。

    缺點 :構造費用較高 ,彈性運用空間困難 ,天花板之吊架相當占空間 ,維修更換過濾器較麻煩 。

    複合式
    (Mixed Type)
    複合式為將亂流式及層流式予以複合或並用 ,可提供局部超潔淨之空氣 。
    (1)潔淨隧道(Clean Tunnel) :以HEPA或ULPA過濾器將製程區域或工作區域100%覆蓋使潔淨度等級提高至10級以上 ,可節省安裝運轉費用 。
    此型式需將作業人員之工作區與產品和機器維修予以隔離 ,以避免機器維修時影響了工作及品質 ,ULSI製程大都採用此種型式 。

    潔淨隧道另有二項優點 :
    A.彈性擴充容易;
    B.維修設備時可在維修區輕易執行 。
    (2)潔淨管道(Clean Tube) :將產品流程經過的自動生產線包圍並淨化處理 ,將潔淨度等級提至100級以上 。因產品和作業員及發塵環境相互隔離 ,少量之送風即可得到良好之潔淨度 ,可節省能源 ,不需人工的自動化生產線為適宜使用 。藥品 、食品業界及半導體業界均適用 。

    (3)並裝局部潔淨室(Clean Spot) :將潔淨室等級10,000~100,000之亂流潔淨室內之產品製程區的潔淨度等級提高為10~1000級以上 ,以為生產之用;潔淨工作枱 、潔淨棚 、裝配式潔淨室 、潔淨衣櫃即屬此類 。
    潔淨工作枱 :等級Class 1~100級 。

    潔淨棚 :為在亂流式之潔淨室空間內以防靜電之透明塑料布圍成一小空間 ,採用獨立之HEPA或ULPA及空調送風機組而成為一較高級之潔淨空間 ,其等級為10~1000級 ,高度在2.5米左右 ,覆蓋面積約10m2以下 ,四支支柱並加裝活動輪 ,可為彈性運用 。

    氣流的流動
    氣流重要性
    潔淨室的潔淨度往往受到氣流的影響 ,換言之 ,即人 、機器隔間 、建築結構等所產生的塵埃之移動 、擴散受到氣流的支配 。
    潔淨室系利用HEPA 、ULPA過濾空氣 ,其塵埃的收集率達99.97~99.99995%之多 ,因此經過此過濾器過濾的空氣可說十分乾淨 。然而潔淨室內除了人以外 ,尚有機器等之發塵源 ,這些發生的塵埃一旦擴散 ,即無法保持潔淨空間 ,因此必須利用氣流將發生的塵埃迅速排出室外 。
    風速的控制
    潔淨室內的氣流是左右潔淨室性能的重要因素 ,一般潔淨室的氣流速度是選0.25~0.5m/s之間 ,此氣流速度屬微風區域 ,易受人 、機器等的動作而干擾趨於混亂 、雖提高風速可抑制此一擾亂之影響而保持潔淨度 、但因風速的提高 ,將影響運轉成本的增加 ,所以應在滿足要求的潔淨度水準之時 ,能以最適當的風速供應 ,以達到適當的風速供應以達到經濟性效果 。
    另一方面欲達到潔淨室潔淨度之穩定效果 ,均一氣流之保持亦為一重要因素 ,均一氣流若無法保持 ,表示風速有異 ,特別是在壁面 ,氣流會延着壁面發生渦流作用 ,此時要實現高潔淨度事實上很困難 。
    垂直層流式方向要保持均一氣流必須 :(a)吹出面的風速不可有速度上的差異;(b)地板迴風板吸入面之風速不可有速度上的差異 。速度過低或過高(0.2m/s ,0.7m/s)均有渦流之現象發生 ,而0.5m/s之速度 ,氣流則較均一 ,一般潔淨室 ,其風速均取在0.25~0.5m/s之間 。
    影響因素
    影響潔淨室的氣流因素很多 ,如製程設備 、人員 、潔淨室組裝材 、照明器具等 ,同時對於生產設備上方氣流的分流點 ,亦應列入考慮因素 。
    一般操作台或生產設備等表面的氣流分流點 ,應設於潔淨室空間與隔牆板間距2/3之處 ,如此可使作業人員工作時 ,氣流可從製程區內部流向作業區 ,而將微塵帶走;若分流點配置在製程區前方 ,將成為不當的氣流分流 ,此時大部份的氣流將流至製程區之後 ,作業員操作所引起的塵埃將被帶到設備後面 ,工作枱因而將受到污染 ,良率也勢必降低 。
    潔淨室內的工作桌等障礙物 ,在相接處均會有渦流現象發生 ,相對地在其附近之潔淨度將會較差 ,在工作桌面鑽上迴風孔 ,將使渦流現象減少最低;組裝材料之選擇是否恰當 、設備佈局是否完善 ,亦為氣流是否成為渦流現象之重要因素 。

    潔淨室裝修潔淨室之構成
    潔淨室的構成是由下列各項系統所組成(在所組成的系統分子中是缺一不可的) ,否則將無法構成一完整且品質良好的潔淨室 :
    (1)天花板系統 :包括吊杆(Ceiling rod) 、綱梁(I-Beam或U-Beam) 、天花板格子梁(Ceiling grid或 Ceilingframe) 。
    (2)空調系統 :包括空氣艙 、過濾器系統 、風車等 。
    (3)隔牆板(Partitional wall) :包括窗戶 、門 。
    (4)地板 :包括高架地板或防靜電舒美地板 。
    (5)照明器具 :LED淨化平面燈 。
    潔淨室之建築主體構造 ,一般是用鋼筋或骨水泥 ,但無論是何種構造 ,必須滿足如下之條件 :
    A.不會因溫度變化與振動而發生裂痕;
    B.不易產生微塵粒子 ,且很難附着粒子;
    C.吸濕性小;
    D.為了維持室內之濕度條件 ,熱絕緣性要高;

    按用途分類
    工業潔淨室
    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 ,內部一般保持正壓狀態 。 它適用於精密機械工業 、電子工業(半導體 、集成電路等)宇航工業 、高純度化學工業 、原子能工業 、光磁產品工業(光盤 、膠片 、磁帶生產)LCD(液晶玻璃) 、電腦硬盤 、電腦磁頭生產等多行業 。
    生物潔淨室
    主要控制有生命微粒(細菌)與無生命微粒(塵埃)對工作對象的污染 。又可分為;
    A 、 一般生物潔淨室 :主要控制微生物(細菌)對象的污染 。同時其內部材料要能經受各種滅菌劑侵蝕 ,內部一般保證正壓 。實質上其內部材料要能經受各種滅菌處理的工業潔淨室 。例 :製藥工業 、醫院(手術室 、無菌病房)食品 、化妝品 、飲料產品生產 、動物實驗室 、理化檢驗室 、血站等 。
    B 、 生物學安全潔淨室 :主要控制工作對象的有生命微粒對外界和人的污染 。內部要保持與大氣的負壓 。例 :細菌學 、生物學 、潔淨實驗室 、物物工程(重組基因 、疫苗製備)

    污染源知識
    發塵量
    潔淨室內的發塵量 ,來自設備的可考慮通過局部排風排除 ,不流入室內;產品 ,材料等在運送過程中的發塵與人體發塵量相比 ,一般極小 ,可忽略;由於金屬半壁(彩鋼夾心板)的應用來自建築表面的發塵也很少 ,一般佔10%以下 ,發塵主要來自人 ,佔90%左右 。在人的發塵量上 ,由於服裝材料和樣式的改進 ,發塵絕對量也不斷減少 。
    A 、材質 :棉質發塵量最大 ,以下依次為棉 、的確良 、去靜電純滌綸 、尼龍 。
    B 、樣式 :大掛式發塵量最大 ,上下分裝型次之 ,全罩型最少;
    C 、活動 :動作時的發塵量一般達到靜止時間3-7倍;
    D 、清洗 :用溶劑洗滌的發塵量降至用一般水清洗的五分之一 。
    室內維護結構表面發塵量 ,以地面為準 ,大約相應8平方米地面時的表面發塵量與一個靜止的人的發塵量相當 。
    發菌量
    工作人員產生的污染 :
    1)皮膚 :人類通常每四天完成一次皮膚的完全脫換 ,人類每分鐘脫落約1000片皮膚(平均大小為30*60*3微米)
    2)頭髮 :人類的頭髮(直徑約為50~100微米)一直在脫落 。
    3)口水 :包括鈉 、酶 、鹽 、鉀 、氯化物及食品微粒 。
    4)日常衣物 :微粒 、纖維 、矽土 、纖維素 、各種化學品和細菌 。
    5)人類靜止和坐立每分鐘將產生10000個大於0.3微米的微粒 。
    6)人類在頭部和軀幹做動作時每分鐘將產生1000000個大於0.3微米的微粒 。
    7)人類以0.9m/s的速度行走時每分鐘將產生5000000個大於0.3微米的微粒 。
    分析國外試驗資料可以認為 :
    (1) 潔淨室內當工作人員穿無菌服時 :
    靜止時的發菌量一般為10-300個/min.人
    軀體一般活動時的發菌量為 150-1000個/min.人
    快步行走時的發菌量為 900-2500個/min.人
    (2) 咳嗽一次一般為 70~700個/ min.人
    噴嚏一次一般為 4000~62000個/ min.人
    (3) 穿平常衣服時發菌量 3300~62000個/ min.人
    (4) 無口罩發菌量:有口罩發菌量 1:7~1:14
    (5) 發菌量 :發塵量 1:500~1:1000 據國內事例 :
    (6) 手術中人員發菌量 878個/ min.人
    所以 ,可知潔淨室內無菌衣人員的靜態發菌量一般不超過300個/ min.人 ,動態發菌量一般不超過1000個/ min/人 ,以此作為計算依據是可行的 。

    標準規範
    國內標準規範
    (1)潔淨廠房設計規範
    (2)醫院潔淨手術部建築技術規範GB50333-2002
    (3)醫藥工業潔淨廠房設計規範GB 50457-2008
    (4)傳染病醫院建築設計規範
    (5)醫藥工業潔淨室(區)懸浮粒子的測試方法GB/T16292-1996
    (6)QS認證質量手冊
    (7)GMP藥品生產質量管理規範

    潔淨工程行業
    潔淨工程是一個應用行業非常廣泛的基礎性配套產業 ,(21世紀)在電子信息 、半導體 、光電子 、精密製造 、醫藥衛生 、生物工程 、航天航空 、汽車噴塗等眾多行業均有應用 ,並根據行業的精密與無塵要求 ,等級差別也較大 。
    級別最高的當屬航天航空的航倉 ,基本是屬於1級 ,屬於特殊領域 ,面積相對較小 。
    另外對級別要求較高的是生化實驗室和高精納米材料生產車間 ,物聯網晶片的發展將是未來需求的一大方向 。

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