無塵室有五個(gè)特性 :
(l)耐久性;(2)成本; (3)適應(yīng)性; (4)可維護(hù)性;(5)清洗 。
(1) 耐久性:
無塵室要有符合環(huán)境、無塵室內(nèi)部的清洗溶液及振動(dòng)、設(shè)備、空氣過濾系統(tǒng)的耐久材料。而耐久性,同時(shí)也依賴無塵室等級來建造。半導(dǎo)體 Fabs 傾向選擇鋁,基于它的耐久性,然而,它不是便宜的物質(zhì)。
(2) 清洗:
在制藥和生物工學(xué)工業(yè),無塵室的墻壁需要有容易被清洗和擦拭,直到防止濾過性病毒或細(xì)菌的污染之特性。在 biotech 市場,清洗真正地是一個(gè)最重要的企業(yè)。
(3) 成本:
微電子 C/R 建設(shè)費(fèi)可能花費(fèi)到$10億。fab 能更快的被建造起來,產(chǎn)品也就能更快達(dá)到這市場。 許多半導(dǎo)體公司的口號(hào)是較便宜和較好的。然而 "錢" 將成為一個(gè)很重要的考慮因素。
(4) 適應(yīng)性:
一些廠商認(rèn)為適應(yīng)性可節(jié)省一筆金錢,而適應(yīng)性意指系統(tǒng)可任意移動(dòng)或改變而不會(huì)招致極大的損失。C/R 的擁有者和設(shè)計(jì)者的能力為改變一 C/R的關(guān)鍵,所以他們從不將最初的設(shè)計(jì)定型。
(5) 維護(hù)性:
對無塵室 C/R 而言,較嚴(yán)格要求的部分為地板、天花板,以及墻壁的部分。 至于維修的問題,對材料的選擇是否容易清潔性及維修性都應(yīng)有其優(yōu)先級。在應(yīng)用力面、天花板、地板及墻壁三者之中最重要的為天花板,其包含 HEPA 及 ULPA 等濾網(wǎng),其可過濾掉房間的微粒子,且其常會(huì)因各個(gè)不同的需要,便其分開來,供應(yīng)各個(gè)不同區(qū)域的小房間,曾有人說 :若建造之預(yù)算因某種原因被限制,除了少數(shù)的小錢外,其天花板將趨于更貴的地步,其實(shí)天花板是一個(gè)頗復(fù)雜的系統(tǒng)其必須嚴(yán)格地過濾粒子,故其設(shè)計(jì)必須精確。
許多了解無塵室的人都贊同,第一次擁有無塵室的擁有者,應(yīng)使用較好之C/R 建筑或工程設(shè)計(jì)公司或了解建筑 C/R 設(shè)計(jì)之建筑承包商若假設(shè)他們不了解, 則必會(huì)浪費(fèi)一大筆不必要花的錢,故選擇一建造C/R 的公司也是非常重要的。
對 C/R 而言,其選擇地板的材料也是很重要的。低廉的 C/R 地板覆蓋著一層乙烯基在薄板上,若太硬的地板覆蓋會(huì)引起塵埃,而太軟的地板會(huì)造成地板彎曲甚致破裂,但并不是所有 C/R 的地板,都會(huì)覆蓋,乙烯基。有些地板是沖孔式、格子式,而全面層流都是沖孔式。
乙烯基有一作用即脫氧,但高濃度乙烯基與其它物若混合的話將會(huì)有減低脫氧的效果,而無塵室的墻若以鋁作為材料則將會(huì)非常昂貴,但鋁卻可以保護(hù)墻面不被空氣所氧化,可是卻易受酸性氣體的侵蝕,而避免的方法是使用電鍍,便鋁表面增厚,不易氧化,再在鋁表面上再涂上一層亮光漆即可防止金屬氧化。
對于半導(dǎo)體工業(yè)而言,無塵室是一必要且不可缺之設(shè)備,其對空氣中的粒子要求非常之嚴(yán)格,故對天花板、墻壁、地板的要求亦非常嚴(yán)格。地板是人員、臺(tái)車及重量的運(yùn)輸,而清除地板所用者大部分為消毒藥品及化學(xué)藥品,當(dāng)我們看見地板磨損時(shí),也就是使用期已太久,快破裂了,不僅會(huì)使得清靜度的降級,也會(huì)因地板的磨損而發(fā)生空氣中粒子的增加。
另外,C/R最怕的就是粒子泄漏。天花板中的濾網(wǎng)有很多種。例如層流式 C/R 而花板的組成組件包含了HEPA/ULPA 濾網(wǎng)組燈光組亦有可能包含空白的嵌板,這類型的天花板優(yōu)點(diǎn)為,放置方式并沒有嚴(yán)格的限制。
C/R 之墻壁還有一種是以薄鋼制成,但必須在表層涂上一層保護(hù)層,否則亦會(huì)腐蝕,它并不容易電鍍,而在表層涂上的保護(hù)層會(huì)變得易碎,很容易剝落,但若選擇高質(zhì)量的不銹鋼,就不必涂上保護(hù)層7,而使用玻璃作的 C/R 會(huì)使得房間的光線大增,以及美觀,但必須涂上一抗紫外線的障礙物,且可以視覺互通,較不會(huì)產(chǎn)生幽閉恐懼癥。
無塵室用空調(diào)箱選用時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)
本篇文章所討論到問題就是選用清凈室之 AHU 所應(yīng)考慮到的問題。對每個(gè)工程師或設(shè)計(jì)師而言,選用清凈室的空調(diào)系統(tǒng)大概是最復(fù)雜的問題之一,因?yàn)榍鍍羰抑照{(diào)條件要比平常的空調(diào)區(qū)間來的復(fù)雜且較嚴(yán)格,人都用于醫(yī)院、藥品制造、精密電子零件制造場等。
選用正確的設(shè)備是設(shè)計(jì)者應(yīng)盡的義務(wù)。本篇文章將其分成幾個(gè)部份作討論,吾將其作為整理后作成下列報(bào)告。
(一) 就政府法令而言
各個(gè)國家政府對清凈式的設(shè)計(jì)條件要求不同,應(yīng)注意設(shè)計(jì)時(shí)政府之時(shí)令。 設(shè)計(jì)清凈室之 AHU 應(yīng)府合 FDA 法規(guī)或 EPA 排放空氣法則。 IAQ 已漸漸被重視,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意 IAQ 之法規(guī)。 視使用場合而定,過濾方法又可分成機(jī)械過濾法與化學(xué)過濾法。 初級過濾,中級過濾,高效過濾與無菌的環(huán)境以機(jī)械過濾法即能達(dá)成。 為達(dá)到排氣之環(huán)境要求化學(xué)洗滌器 (scrubber) ,焚化爐或更多的機(jī)械及化學(xué)過濾設(shè)備必需被應(yīng)用。 活性碳或高錳酸鹽能有效達(dá)到化學(xué)過濾的要求。
(二) 就成本而言
在一些外表特殊的建筑物中,那些增加的設(shè)計(jì)和設(shè)備使用的費(fèi)用在長期的利益中須作正確的判斷。 在一些特別的應(yīng)用上,通常都習(xí)慣設(shè)計(jì)兩至三次的過濾以達(dá)到所要求的狀態(tài)。 傳統(tǒng)的清凈室若遇上要求較為嚴(yán)格的部份時(shí),設(shè)計(jì)必須有許多額外加價(jià)的部份。 清凈室應(yīng)盡量避免停機(jī)的現(xiàn)象,在建造的成本里必須注意耐久性及可靠度。 在風(fēng)門調(diào)整上,設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)時(shí),對溫度及濕度的要求不同,就像是在設(shè)計(jì)人們的居住環(huán)境一般。 在居住環(huán)境中,停機(jī)期和溫濕度上的要求較放置設(shè)備上來得高。所以質(zhì)量上及所提供的服務(wù)成果是不能忽視的。 在特殊的清凈室傳送或接收的設(shè)備,在錯(cuò)誤修改應(yīng)用上費(fèi)用是比 較昂貴的,且若不能與設(shè)計(jì)圖上一樣,可能會(huì)無法執(zhí)行。 在設(shè)計(jì)特殊的清凈室時(shí),建筑的成本中包括運(yùn)轉(zhuǎn)成本,而運(yùn)轉(zhuǎn)成本又包括須能持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的馬達(dá)成本及修護(hù)成本。 成本的歸納有裝置費(fèi),持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi),維修費(fèi)。 計(jì)算運(yùn)轉(zhuǎn)成本必須考慮到能量的消耗及效率的高低。 就高效率或新機(jī)臺(tái)啟動(dòng)前,會(huì)先引進(jìn)外氣,這樣對旋轉(zhuǎn)的原動(dòng)力、交流板、排氣的管路和空氣回流混合系統(tǒng)中,長期使用可保持較高的效率。 在操作上和持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用上必須考慮是否提高整個(gè)的設(shè)備費(fèi)用。
(三) 就工作參數(shù)設(shè)定而言
特有的溫度、濕度噪音、振動(dòng)及運(yùn)作的環(huán)境要求下,大部份將影響到設(shè)備的選用。 就某些實(shí)例而言,溫濕度的設(shè)定 點(diǎn)在可接受的范圍內(nèi)必須要維持在一個(gè)長時(shí)期或較完整的環(huán)境及過程。 清凈室的加熱力法可用熱水、水蒸氣瓦斯和電能,可用冰水,乙醇或冷媒冷卻。 使用水蒸氣、注射器、噴霧器及滲透的方法可以加濕。 當(dāng)評估加濕的來源時(shí),特別要注意的是加濕過程和加濕的方法是否保證清潔。 典型的清凈室通風(fēng)管理裝置使用一個(gè)有吸收力或吸附力的物質(zhì)去除大氣中的濕氣或使用低溫乙醇螺管系統(tǒng)去濕。 溫濕度設(shè)定后,就必須考慮空氣流量參數(shù)是否滿足所需。 典型的清凈室必須維持在大氣常壓下。因此房內(nèi)之壓力及體積之值必須適當(dāng)予以控制。 風(fēng)扇的噪音與震動(dòng)必須被考慮上去。 適當(dāng)?shù)难b配器材及馬達(dá)轉(zhuǎn)速可避免不必要的噪音和振動(dòng)。 風(fēng)扇結(jié)構(gòu)可使用皮帶驅(qū)動(dòng)或直接驅(qū)動(dòng)。 風(fēng)速控制及可變頻率控制可以依體積需要來決定噪音及振動(dòng)的限度。 最普通的減振方法為裝置彈簧基座、固定基座及將空調(diào)箱遠(yuǎn)離。 常用的聲音衰減器有可動(dòng)式地板、緩沖機(jī)和風(fēng)扇彎曲度及伸縮度控制。 聲音衰減器隔離風(fēng)扇和設(shè)計(jì)成薄的特性,可降低幾度音階結(jié)合。 除了粒子的控制之外,特別要考慮的有(a)帶細(xì)菌的操作過程,(b)腐蝕物或有毒的化學(xué)物品,(c)揮發(fā)性或易爆發(fā)的藥劑,(d)還有室內(nèi)及排氣的空氣質(zhì)量,(e)安全,(f)設(shè)備壽命和保養(yǎng)能力等。
(四) 就建筑考慮方面
空間的使用率會(huì)影響 AHU 的實(shí)際大小。 保養(yǎng)門和通路儀表板的位置必須謹(jǐn)慎地決定,特別是位于小空間的設(shè)備。 應(yīng)防止表面凝結(jié),除了涉及濕氣作用和凝結(jié)在設(shè)備的外部之外,濕氣對于空氣傳遞設(shè)備內(nèi)部構(gòu)成要素也有不利的影響,混氣對內(nèi)部構(gòu)成也有不利影響,將使壽命縮短,成本提高。 濕氣作用將會(huì)散布弊病和污染物,便得效率低的令人害怕。 減低建筑物的腐蝕物質(zhì)和鋁、不銹鋼或涂上一層合金,可以使用上列物質(zhì)使清凈室壽命增加。 設(shè)計(jì)設(shè)備空間時(shí),應(yīng)保留適當(dāng)?shù)耐罚詡浯驋呋蚓S修用。 對于銅制的、不銹鋼制和鋁制的盤管,應(yīng)注意那種場合適用那些盤管。
(五) 就管理合成物的規(guī)格方法
詳述一 C/R 的 AHU 是一個(gè)極大的工作,并完全增加探討和了解這加工方法能夠提供其范圍于 C/R環(huán)境,可使用的操作上和地理性的參數(shù)運(yùn)用上也必須被估量。
有專業(yè)和有經(jīng)驗(yàn)的 AHU 廠商能夠協(xié)助使用者在使用上的復(fù)雜細(xì)節(jié)以使機(jī)器不會(huì)過量設(shè)計(jì),此項(xiàng)重點(diǎn)在 C/R 設(shè)計(jì)階段即應(yīng)詳加注意。
其要求是否容易對材料的選擇而言天花板中的濾網(wǎng)有許多種,其最怕的就是粒子泄漏。
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