Cleanrooms worden ook wel stofvrije ruimtes genoemd. Ze worden gebruikt om verontreinigende stoffen zoals stofdeeltjes, schadelijke lucht en bacteriën in de lucht binnen een bepaalde ruimte af te voeren en om de binnentemperatuur, reinheid, binnendruk, luchtstroomsnelheid en -verdeling, geluid, trillingen, verlichting en statische elektriciteit binnen een bepaald bereik te regelen. Hieronder worden in principe de vier noodzakelijke voorwaarden beschreven om te voldoen aan de reinheidseisen voor cleanroomreinigingsmaatregelen.
1. Reinheid van de luchttoevoer
Om ervoor te zorgen dat de zuiverheid van de luchttoevoer aan de eisen voldoet, zijn de prestaties en installatie van het eindfilter van het zuiveringssysteem essentieel. Het eindfilter van het cleanroomsysteem maakt over het algemeen gebruik van een HEPA-filter of een sub-HEPA-filter. Volgens nationale normen wordt de efficiëntie van HEPA-filters onderverdeeld in vier klassen: Klasse A is ≥ 99,9%, Klasse B is ≥ 99,99%, Klasse C is ≥ 99,999%, Klasse D is (voor deeltjes ≥ 0,1 μm) ≥ 99,999% (ook bekend als ultra-HEPA-filters); sub-HEPA-filters zijn (voor deeltjes ≥ 0,5 μm) 95-99,9%.
2. Luchtstroomorganisatie
De luchtstroomorganisatie van een cleanroom verschilt van die van een algemene ruimte met airconditioning. Het vereist dat de schoonste lucht eerst in de werkruimte wordt gebracht. De functie ervan is om de verontreiniging van de verwerkte objecten te beperken en te verminderen. Verschillende luchtstroomorganisaties hebben hun eigen kenmerken en reikwijdte: Verticale unidirectionele stroming: Beide kunnen een uniforme neerwaartse luchtstroom creëren, de lay-out van procesapparatuur vergemakkelijken, een sterk zelfreinigend vermogen hebben en gemeenschappelijke faciliteiten zoals persoonlijke cleanroomfaciliteiten kunnen vereenvoudigen. De vier luchttoevoermethoden hebben ook hun eigen voor- en nadelen: volledig bedekte HEPA-filters hebben de voordelen van een lage weerstand en een lange filtervervangingscyclus, maar de plafondstructuur is complex en de kosten hoog; de voor- en nadelen van aan de zijkant bedekte HEPA-filters en volledige plaatvormige toevoer zijn tegengesteld aan die van volledig bedekte HEPA-filters. Onder deze twee is de volledige plaatvormige toevoer gevoelig voor stofophoping aan de binnenkant van de spleetplaat wanneer het systeem niet continu draait, en slecht onderhoud zal enige invloed hebben op de reinheid; Dichte diffuser boventoevoer vereist een menglaag, dus het is alleen geschikt voor hoge cleanrooms van meer dan 4 m, en de kenmerken zijn vergelijkbaar met die van boventoevoer met volledige gatenplaat; de retourluchtmethode voor de platen met roosters aan beide zijden en de retourluchtuitlaten gelijkmatig verdeeld aan de onderkant van de wanden aan beide zijden is alleen geschikt voor cleanrooms met een netto afstand van minder dan 6 m aan beide zijden; de retourluchtuitlaten aan de onderkant van de enkelzijdige wand zijn alleen geschikt voor cleanrooms met een kleine afstand tussen de wanden (zoals ≤ 2 ~ 3 m). Horizontale unidirectionele stroming: alleen het eerste werkgebied bereikt de 100-niveau reinheid. Wanneer de lucht naar de andere kant stroomt, neemt de stofconcentratie geleidelijk toe. Daarom is het alleen geschikt voor cleanrooms met verschillende reinheidsvereisten voor hetzelfde proces. De lokale distributie van HEPA-filters op de luchttoevoerwand kan het gebruik van HEPA-filters verminderen en de initiële investering besparen, maar er zijn wervelingen in lokale gebieden. Turbulente luchtstroom: De kenmerken van de boventoevoer van orifice plates en de boventoevoer van dichte diffusers zijn dezelfde als hierboven vermeld. De voordelen van zijafvoer zijn een eenvoudige lay-out van de pijpleidingen, geen technische tussenlaag, lage kosten en bevorderlijk voor de renovatie van oude fabrieken. De nadelen zijn dat de windsnelheid in het werkgebied hoog is en de stofconcentratie aan de loefzijde hoger is dan aan de loefzijde. De boventoevoer van HEPA-filteruitlaten heeft de voordelen van een eenvoudig systeem, geen pijpleidingen achter het HEPA-filter en een schone luchtstroom die rechtstreeks naar het werkgebied wordt gebracht, maar de schone luchtstroom diffundeert langzaam en de luchtstroom in het werkgebied is gelijkmatiger. Wanneer echter meerdere luchtuitlaten gelijkmatig zijn verdeeld of HEPA-filteruitlaten met diffusers worden gebruikt, kan de luchtstroom in het werkgebied ook gelijkmatiger worden gemaakt. Wanneer het systeem echter niet continu in bedrijf is, is de diffuser gevoelig voor stofophoping.
3. Luchttoevoervolume of luchtsnelheid
Voldoende ventilatievolume is nodig om vervuilde binnenlucht te verdunnen en te verwijderen. Afhankelijk van de verschillende reinheidseisen moet de ventilatiefrequentie bij een hoge netto hoogte van de cleanroom dienovereenkomstig worden verhoogd. Hierbij wordt het ventilatievolume van een cleanroom van 1 miljoen beschouwd als een hoog-efficiënt cleanroomsysteem, en de rest als een hoog-efficiënt cleanroomsysteem. Wanneer de HEPA-filters van een cleanroom van klasse 100.000 geconcentreerd zijn in de machinekamer of de sub-HEPA-filters aan het einde van het systeem worden gebruikt, kan de ventilatiefrequentie met 10% tot 20% worden verhoogd.
4. Statisch drukverschil
Het handhaven van een bepaalde positieve druk in de cleanroom is een van de essentiële voorwaarden om ervoor te zorgen dat de cleanroom niet of minder vervuild raakt en zo het beoogde reinheidsniveau te handhaven. Zelfs voor een cleanroom met negatieve druk moet er een aangrenzende kamer of suite zijn met een reinheidsniveau dat niet lager is dan het beoogde niveau om een bepaalde positieve druk te handhaven, zodat de reinheid van de cleanroom met negatieve druk kan worden gehandhaafd. De positieve drukwaarde van de cleanroom verwijst naar de waarde wanneer de statische druk binnen groter is dan de statische druk buiten wanneer alle deuren en ramen gesloten zijn. Dit wordt bereikt door de methode waarbij het toevoerluchtvolume van het zuiveringssysteem groter is dan het retourluchtvolume en het afvoerluchtvolume. Om de positieve drukwaarde van de cleanroom te garanderen, is het het beste om de luchttoevoer-, retourlucht- en afzuigventilatoren te koppelen. Wanneer het systeem wordt ingeschakeld, wordt eerst de toevoerventilator gestart, vervolgens de retourventilator en de afzuigventilator; wanneer het systeem wordt uitgeschakeld, wordt eerst de afzuigventilator uitgeschakeld, vervolgens de retourventilator en de toevoerventilator om te voorkomen dat de cleanroom wordt verontreinigd wanneer het systeem wordt in- en uitgeschakeld. Het luchtvolume dat nodig is om de positieve druk van de cleanroom te handhaven, wordt voornamelijk bepaald door de dichtheid van de onderhoudsstructuur. In de beginfase van de bouw van cleanrooms in China was er, vanwege de slechte dichtheid van de behuizing, 2 tot 6 keer per uur luchttoevoer nodig om een positieve druk van ≥ 5 Pa te handhaven; momenteel is de dichtheid van de onderhoudsstructuur aanzienlijk verbeterd en is er slechts 1 tot 2 keer per uur luchttoevoer nodig om dezelfde positieve druk te handhaven; er is slechts 2 tot 3 keer per uur luchttoevoer nodig om ≥ 10 Pa te handhaven. Nationale ontwerpspecificaties bepalen dat het statische drukverschil tussen cleanrooms van verschillende niveaus en tussen schone en niet-schone gebieden niet minder mag zijn dan 0,5 mm H2O (~ 5 Pa), en het statische drukverschil tussen de schone ruimte en de buitenlucht niet minder mag zijn dan 1,0 mm H2O (~ 10 Pa).
Plaatsingstijd: 03-03-2025