洁净室检测各项目的方法总结

2022-07-15

关于洁净室检测各项目的方法总结,下边一起来了解下吧:

一、说明

过滤网的泄漏测试应当是无尘室测试中,较复杂、较耗时间的测量项目。泄漏测试的目的,是要确认:

1. 滤网的材料无破损,

2. 安装恰当。

滤网出厂前当然要经过泄漏测试,但是在搬运与安装过程难保完全无损,而且滤网的重要性又大于一切,因此安装完毕都要做一次扫描,以确认滤材无任何泄漏。另外,若是安装不恰当,微粒会从边框漏进无尘室风口。就算是 FFU 系统,天花板上是负压,若是边框机有微粒日后仍旧会产生问题。因此,边框扫描一样重要。滤网泄漏测试基本上是利用滤网上游的颗粒,然后在滤网下表面与边框用微粒探测仪器搜寻有无泄漏。泄漏测试有几种不同的方式,适用在不同的场合。

测试方式有:

1. 气胶光度计测试法, 2. 微粒计数器测试法, 3. 效率测试法, 4. 外气测试法。后两种现在使用非常少。

二、方法

气溶胶光度计测试法

气胶光度计测试法是早期的测试方式,但是因为效果非常好,到今天仍旧沿用。气胶光度计( Aerosol Photometer )是微粒计数器的一种,也是使用雷射科技,但是它在扫描空气样本的微粒之后,所给的是微粒的总体强度,不是微粒数目。DOP 是一种油性化学物质,现改用PAO,加压或加热雾化之后,可以产生次微米等级的微粒,可用来模拟无尘室的微粒,因此被当成验证微粒。微粒计数器测试法

半导体业方面,早期也是使用 DOP/PAO 与气胶光度计,但是随着制造密度增加,油性挑战微粒逐渐不容许在无尘室使用,因此出现使用干式灰尘当成挑战微粒,在上游施放,然后用微粒计数器在下游扫描,寻找泄漏,基本概念完全相同。经过科学家一步步研究结果,发现 PSL 因为微粒的粒径与浓度可以控制,因此是目前广为使用的标准微粒。使用时只要把 PSL 溶液雾化,导入滤网上游即可。

洁净度测试

一、说明

洁净度测试是无尘室性能测试的核心,气流测试、压力测试,与泄漏测试,都只在确认无尘室的洁净度不受外来影响,因此洁净度测试都放在前述几项测试都通过之后。洁净度测试完毕,与落尘有关的性能因素就都测试完毕,其它测试对洁净度影响不大,或是属于其它环境测试。

二、测试仪器

洁净度测试使用微粒计数器,仪器须经校正合格且仍在有效期限内,交附报告时须附合格之校正文件。微粒计数器有不同规格,常见的是流量 1cfm ,小粒径可测到 0.3mm 或是 0.1mm ,单位多是立方英呎。至于应使用何种设备,要依业主的规范而定。一般在产业界,多依以下方式选择微粒计数器。

Class 1000 或更高:0.5μm

Class 100 :0.3μm ,0.5um

Class 1 到 Class 10 :0.1μm

若是业主要求的粒径范围超过单一微粒计数器的范围,则应该使用两部微粒计数器。目前市面上少见立方公尺的微粒计数器,因此若是无尘室的洁净度是以 ISO 为基准,则要把结果作换算。单位换算,不影响上限的计算程序。

三、测试步骤:

(1) 确定空调系统之测试调整与平衡已完成,滤网之风速及泄漏测试均已完成,并已修换破损部分。

(2) 确认测试位置与测试点数。

(3) 取样时间:每点的取样时间依照等级与粒径不同而异,若取样时间小于一分钟,则以一分钟为准。

(4) 测试位置应均匀分布在无尘室内,避免在产生大量粒子之附近,且将检测仪器以适当之架台支撑,不可以手持支撑。

(5) 测量点数以公式计算(与 209E 相同)。

四、验收标准:

洁净度的验收基准有二,首先是每点的微粒测量平均值须低于规定值。洁净度的二个验收基准就是,任一隔间若需使用信赖度上限分析,则该分析值也须小于规定值。

风速及平衡性测试

一、测试目的

气流是控制洁净度与温湿度的为主要因素,它对噪音也有一些影响。因此风速测量,都是放在无尘室测试的一步。风速测量的目的,是确认滤网送出的气流满足设计规范,其次是确认气流的均匀度。在某些场合可能因现场的限制,室内换气量还须用风速乘以出口面积来换算。

单流向型无尘室,很多都是设计成垂直层流,因此风速均匀度非常重要,只有均匀的垂直层流,才能有效排除微粒污染。非单流向型无尘室,由于微粒控制的观念是稀释,不是立即排除,一般而言其换气量远比风速重要。但是需注明是滤网风速测量或是无尘室室内风速测量。

二、 使用仪器

无尘室里面使用的 HEPA/ULPA 滤网,其送出气流的速度多半都控制在 0.5m/s 以内,因此所使用的风速计须是低速型。滤网风速测量可使用单点式风速计如电子式压力计配合皮氏管、热线式风速计。也可以使用多点式风速计如 Shortridge Velgrid 16 点风速计。轮叶式风速计因使用范围不同,通常不在无尘室内使用。热线式风速计( Hot Wire )虽然高频响应良好,但是低速时 〈 0.5m/s 以下 〉 准确性很低,因此不很适用,一般热反应风速计常用的是 Thermeister 式风速计。转轮式风速计由于本身重量问题,也不适用低速。检验仪器须经校正合格,且仍在有效期限内。

三、 测试步骤

(1) 在图面上记录滤网尺寸、数量并编号。

(2) 取样点位于滤网下方 75-150mm 处。

(3) 每一个滤网下,若是使用单点式风速计,则每 1 平方英尺取一点;若是使用多点式风速计,则每 4 平方英尺取一点。

(4) 每测量点须取 5 秒的平均。

(5) 依验收标准分析所有风速,计算平均值、标准差、相对标准差,并标明不合格测试点。

(6) 记录所有原始数值,以及分析后的数值。重要的是在非单流向型无尘室测试时,特别注意取样时风速计不可受到干扰,以免影响准确度。

四、数据分析

风速测量很简单,但是均匀度须由数据分析来判定。均匀度是由相对标

准差来代表,其计算步骤如下。

1. 平均值:2. 标准差

风量及平衡性测试

一、说明

风量测量的目的通常是用来计算换气量,一般是在非单流向型无尘室,或是测量空调系统中各式各样的出风口、回风口、排气口等的风量时使用。只有在无法使用气罩的场合(气罩体积较大,有时会受限制),才能使用风速乘以面积等于风量的方式,用风速来换算风量。使用风速换算风量时,须注意出风口之有效面积以及修正系数的取得。在回风口和排气口,使用换算法的准确度非常差,应尽量避免。同样气罩通常可以测量送风与回风,正值代表送风,负值代表回风或排气。须注意的是反向测量时,其测量范围通常会降低。

二、测试仪器

风量测量应当使用气罩( Flow Measuring Hood ),气罩的测量范围是 15~2500 cfm ,准确度要求为读数的 ±百分之3。由于气罩本身会产生压损,因此其形状很重要,应尽量使用原厂气罩。若有必要自行制造罩子,应注意气流顺畅并且做详细比对。气罩的校正非常重要,须主机连同罩子一起校正,才能得到准确校正值。检验时须使用校正合格且仍在有效期限的仪器,于正式检测前及缴交报告时均须检附合格之校正文件。

三、测试步骤:

(1) 在图面上记录滤网尺寸、数量并编号。

(2) 使用恰当尺寸气罩将出风口完全罩住,然后测量与计录。

(3) 依验收标准分析所有风量,计算平均值、标准差、相对标准差,并标明不合格测试点。

(4) 记录所有原始数值,以及分析后的数值。

四、 数据分析:

风量均匀度的计算与风速向同,都是由相对标准差来代表,其计算步骤如下。

1.平均值:将所有风测量量值取算数平均

2. 标准差:计算所有风测量量值的标准差

压差测试

一、 说明

压力测量的目的是确认无尘室空调系统的压力设定。无尘室内维持相当的正压以维持洁净度,这已经是个 common sense ,在 209 的旧版本中,正压有建议值,但是后来就取消了。目前常见的正压值约是 10 到 25 Pascal 之间。压力测量的时机,应该是在风速、风量、平行度等与气流直接相关的测试结束之后立即测量,尤其不可在洁净度测量完毕之后才测量压力。因为如果压力不对,要立刻调整以免影响洁净度。测量时,所有门窗都须关上,所有的风扇也须维持正常运转。


二、测试仪器

压力测量可使用倾斜管压力计,指针式压力计,或是电子式压力计,总之只要测量范围与准确度满足要求即可。压力计之准确度要求为读数的 ±百分之5 ,测量范围式压力设计值而定,一般 0~5mm Aq ( 0–50 Pascal )即可涵盖室内外压力差之测量。仪器需经校正合格且仍在有效期限内之才可以使用,检测前及交附报告时均须检附合格之校正文件。

三、测试步骤

须在风速、风量、气流等测试完成后,才能测试压力,并且排气与 MAU 要完全正常运转。

全部门与开口都要关闭。室外大气压力假设为 0.0mmAq 表压力。

测定洁净区域与相邻较次级洁净区域之压差,再测量房间与 Gowning room 之间压差,之后测量 Gowning room 与外部之压差。

建议压差值为 5~12Pa ,并无强制规定。记录所有数值。

温湿度检测

一、说明

温湿度测量的目的是确认室内之温湿度控制在范围之内,温湿度对微粒控制没有甚么影响,因此温湿度测试属于第三级测试( Level 3 )。但是因无尘室多半同时也是环控室,所以温湿度常常就一并测量了。温湿度测量又分为一般测量和进阶测量( General Tests and Comprehensive Tests ),一般测量只是测量温湿度在测量点的实时数据(单一测数据),适用在对温湿度要求不高的场所。进阶测量就要纪录在测量点一段长时间的温湿度,目的是要观察温湿度随时间的变化情形,以确认湿度在控制之下。进阶测量适用在对温湿度要求比较高的场所。

二、测试仪器:

常见的温湿度仪器是电子式温度计与镜面冷凝光学式湿度计,一般测量和进阶测量使用仪器的精度相同,温度测量范围是 0-100 ℃ ,准确是 ±0.2 ℃ 。湿度测量范围是 10 ﹪ 到 95 ﹪ ,准确度是 ±2 ﹪ 。一般测量要求温度之显示值可显示 0.1 ℃ 的变化,湿度的显示值可显示 1 ﹪ 的变化。进阶测量则要求温度之显示值可显示 0.05 ℃ 的变化,湿的显示值可显示 0.1 ﹪ 的变化。检测仪器需校正合格且仍在有效期限内者,于测试前或交附报告时均须检附合格之校正文件。

三、测试程序:

确认空调系统已经安装完成,并已完成测试、调整、平衡。空调系统测试、调整、平衡可以平衡风量和水量,使其达到设计要求,为温湿控制提供正确的运转环境,因此系统要先平衡才能测试。

依据平面图,列出各种温湿度要求区域,并使系统达到正常运转状况,系统应在温湿度自动控制之下,至少运转 24 小时以上。

测试点数为每个房间至少量一点,并且每个温湿度控制区至少量一点,例如每个 Dry Coil 的控制范围要量一点,测量高度为 ( 高架 ) 地板上 1.00m 。

将温湿度传感器放置同一位置,待稳定后开始记录。

光照度测试

一、测前准备

洁净室所有开孔皆需封闭气密处理完成

测试前空调系统应已完成测试、调整、平衡,并已连续运转24小时以上。洁净室环境需清洁完成

二、测试目的

此检测动作在于确认无尘室照明系统是否有达到设计要求。

三、测试仪器

专业照度仪

四、测试步骤

无尘室光源至少使用100小时以上,测试前需点亮2小时以上。

确认测试点及配置图编号。

将照度仪固定置于距离地板上1.2m高度,待数值稳定后量测10秒记录。

噪音度测试

一、检测准备

竣工图面(初版)与相关规范确认

洁净室所有开孔皆需封闭气密处理完成。

测试前空调系统应已完成测试、调整、平衡,并已连续运转24小时以上。洁净室环境需清洁完成。

二、测试目的

此检测动作在于确认无尘室噪音是否有达到设计要求。

三、测试仪器

专业噪音仪

四、测试位置

每40m2取1点为量测点,另针对业主要求局部增加测试点数。

五、测试步骤:

a.无尘室所有空调设备及公用设备均为运转状态。

b.确认测试点及配置图编号。

c.将照度仪固定置于距离地板上1.2m高度,高度量测10秒后记录为大值。

气流流向检测

一、 测试目的

平行度测量的目的,是观察在工作区域里面气流的运动模式,同时也可以观察仪器设备对气流的影响。平行度测量应该在气流的风速与均匀度都测试完毕且通过之后进行,过早进行可能得不到正确的数据。

洁净室检测

二、 测试方法

一般而言平行度的测量,是由肉眼观察所决定。使用的工具包括烟雾、水雾、 PFA 、和轻质棉线。。烟雾或水雾的共同优点是只要粒子够小,烟雾可随风飘扬,可正确的反映气流运动模式。但是其共同问题是滞空性不足,观测时间太短。测量平行度需要花一些时间,因此需要大量烟雾或水雾,对无尘室可能造成污染。另一种方式是使用轻质细线,让细线随风飘舞,然后测量气流平行度。在无尘室内普遍使用新的高分子材料 Flo-Viz ,是用尼龙抽成单丝所制成,由于质量很轻因此适合作无尘室平行度测量。测量平行度的方法是立一根铅垂线,然后在滤网下方施放烟雾或是安放细线,之后观察所施放烟雾与铅垂线的夹角,或是测量细线与铅垂线的夹角,就可决定气流的平行度。

三、测试仪器

1. 支架 2. 铅垂线 3.Flo-Viz 细线 4 .气流流向检测仪

四、测试步骤

1. 用支架设立垂线作为基准线。

2. 将细线在室内悬吊,使其自然下垂,细线会随空气流向飘移。计算偏移角 =tan-1( 悬吊线徧移量 /1220) 。6. 每 3m×3m 区域量 1 点。若是使用烟雾,其方式很类似,就是在滤网下施放烟雾,然后将铅垂线的上端点移动到与烟雾相接触,将红线当成烟雾,再计算夹角就可以了。



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