1. Fjernelse af støvpartikler i støvfrit renrum
Hovedfunktionen i et renrum er at kontrollere renheden, temperaturen og fugtigheden i den atmosfære, som produkter (såsom siliciumchips osv.) udsættes for, så produkterne kan produceres og fremstilles i et godt miljø. Vi kalder dette rum for et renrum. Ifølge international praksis bestemmes renhedsniveauet primært af antallet af partikler pr. kubikmeter luft med en diameter, der er større end klassificeringsstandarden. Med andre ord er den såkaldte støvfrihed ikke 100 % støvfrihed, men kontrolleret i en meget lille enhed. Selvfølgelig er de partikler, der opfylder støvstandarden i denne standard, allerede meget små sammenlignet med det almindelige støv, vi ser, men for optiske strukturer vil selv en lille smule støv have en meget stor negativ indvirkning, så støvfrihed er et uundgåeligt krav i produktionen af optiske strukturprodukter.
Ved at kontrollere antallet af støvpartikler med en partikelstørrelse på 0,5 mikron eller lig med 0,5 mikron pr. kubikmeter til mindre end 3520/kubikmeter, opnås klasse A i den internationale støvfri standard. Den støvfri standard, der anvendes i produktion og forarbejdning på spånniveau, har højere krav til støv end klasse A, og en sådan høj standard anvendes primært i produktionen af nogle spåner på højere niveau. Antallet af støvpartikler er strengt kontrolleret til 35.200 pr. kubikmeter, hvilket almindeligvis er kendt som klasse B i renrumsindustrien.
2. Tre slags renrumstilstande
Tomt renrum: et renrumsanlæg, der er blevet bygget og kan tages i brug. Det har alle relevante tjenester og funktioner. Der er dog intet udstyr, der betjenes af operatører i anlægget.
Statisk renrum: et renrumsanlæg med komplette funktioner, korrekte indstillinger og installation, som kan bruges i henhold til indstillingerne eller er i brug, men hvor der ikke er nogen operatører i anlægget.
Dynamisk renrum: et renrum i normal brug med komplette servicefunktioner, udstyr og personale; om nødvendigt kan normalt arbejde udføres.
3. Kontrolelementer
(1). Kan fjerne støvpartikler, der svæver i luften.
(2). Kan forhindre dannelse af støvpartikler.
(3). Kontrol af temperatur og luftfugtighed.
(4). Trykregulering.
(5). Eliminering af skadelige gasser.
(6). Lufttæthed i konstruktioner og rum.
(7). Forebyggelse af statisk elektricitet.
(8). Forebyggelse af elektromagnetisk interferens.
(9). Hensyntagen til sikkerhedsfaktorer.
(10). Hensyntagen til energibesparelser.
4. Klassificering
Turbulent strømningstype
Luft kommer ind i renrummet fra klimaanlægget gennem luftkanalen og luftfilteret (HEPA) i renrummet og returneres fra skillevægge eller hævede gulve på begge sider af renrummet. Luftstrømmen bevæger sig ikke lineært, men udviser en uregelmæssig turbulent eller hvirvelformet tilstand. Denne type er egnet til renrum i klasse 1.000-100.000.
Definition: Et rent rum, hvor luftstrømmen flyder med en ujævn hastighed og ikke er parallel, ledsaget af tilbagestrømning eller hvirvelstrøm.
Princip: Turbulente renrum er afhængige af, at lufttilførslen kontinuerligt fortynder indeluften og gradvist fortynder den forurenede luft for at opnå renlighed (turbulente renrum er generelt designet til renhedsniveauer over 1.000 til 300.000).
Funktioner: Turbulente renrum er afhængige af flere ventilationsmuligheder for at opnå renlighed og niveauer af renlighed. Antallet af ventilationsskift bestemmer rensningsniveauet i definitionen (jo flere ventilationsskift, desto højere renhedsniveau).
(1) Selvrensningstid: refererer til det tidspunkt, hvor renrummet begynder at tilføre luft til renrummet i henhold til det designede ventilationstal, og støvkoncentrationen i rummet når det designede renhedsniveau. Klasse 1.000 forventes at være højst 20 minutter (15 minutter kan bruges til beregning), klasse 10.000 forventes at være højst 30 minutter (25 minutter kan bruges til beregning), klasse 100.000 forventes at være højst 40 minutter (30 minutter kan bruges til beregning).
(2) Ventilationsfrekvens (designet i henhold til ovenstående krav til selvrensningstid) klasse 1.000: 43,5-55,3 gange/time (standard: 50 gange/time) klasse 10.000: 23,8-28,6 gange/time (standard: 25 gange/time) klasse 100.000: 14,4-19,2 gange/time (standard: 15 gange/time)
Fordele: Enkel struktur, lave systemomkostninger, nem udvidelse af renrum, på nogle steder med særlige formål kan støvfri renbænk bruges til at forbedre renrumskvaliteten.
Ulemper: Støvpartikler forårsaget af turbulens svæver i indendørs rum og er vanskelige at bortlede, hvilket let kan forurene procesprodukter. Derudover tager det ofte lang tid at opnå den nødvendige renlighed, hvis systemet stoppes og derefter aktiveres.
Laminar strømning
Laminarluft bevæger sig i en ensartet, lige linje. Luften kommer ind i rummet gennem et filter med en dækningsgrad på 100 % og returneres gennem det hævede gulv eller skillevægge på begge sider. Denne type er egnet til brug i renrumsmiljøer med højere renrumskvaliteter, generelt klasse 1~100. Der findes to typer:
(1) Horisontal laminar strømning: Horisontal luft blæses ud fra filteret i én retning og returneres af returluftsystemet på den modsatte væg. Støv udledes udendørs med luftretningen. Generelt er forureningen mere alvorlig på nedstrømssiden.
Fordele: Enkel struktur, kan blive stabil kort tid efter drift.
Ulemper: Byggeomkostningerne er højere end turbulent strømning, og det er ikke nemt at udvide indendørsarealet.
(2) Vertikal laminar strømning: Rumloftet er fuldstændigt dækket med ULPA-filtre, og luften blæses fra top til bund, hvilket kan opnå en højere renlighed. Støv, der genereres under processen eller af personalet, kan hurtigt bortledes udendørs uden at påvirke andre arbejdsområder.
Fordele: Nem at administrere, stabil tilstand kan opnås inden for kort tid efter driften starter, og påvirkes ikke let af driftstilstanden eller operatørerne.
Ulemper: Høje byggeomkostninger, vanskelig at udnytte pladsen fleksibelt, loftsophæng optager meget plads og besværligt at reparere og udskifte filtre.
Komposittype
Komposittypen er at kombinere eller bruge turbulent strømningstype og laminar strømningstype sammen, hvilket kan give lokal ultra-ren luft.
(1) Ren tunnel: Brug HEPA- eller ULPA-filtre til at dække 100 % af procesområdet eller arbejdsområdet for at øge renhedsniveauet til over klasse 10, hvilket kan spare installations- og driftsomkostninger.
Denne type kræver, at operatørens arbejdsområde er isoleret fra produkt- og maskinvedligeholdelse for at undgå at påvirke arbejdet og kvaliteten under maskinvedligeholdelsen.
Rene tunneler har to andre fordele: A. Nemme at udvide fleksibelt; B. Vedligeholdelse af udstyr kan nemt udføres i vedligeholdelsesområdet.
(2) Rengøringsrør: Omgiv og rens den automatiske produktionslinje, hvorigennem produktstrømmen passerer, og øg renhedsniveauet til over klasse 100. Da produktet, operatøren og det støvgenererende miljø er isoleret fra hinanden, kan en lille mængde lufttilførsel opnå god renlighed, hvilket kan spare energi og er bedst egnet til automatiserede produktionslinjer, der ikke kræver manuel arbejdskraft. Det kan anvendes i medicinal-, fødevare- og halvlederindustrien.
(3) Rent område: Renhedsniveauet i produktprocesområdet i det turbulente renrum med et renrumsniveau på 10.000~100.000 øges til 10~1000 eller derover til produktionsformål; rene arbejdsbænke, rene skure, præfabrikerede renrum og rene garderober tilhører denne kategori.
Ren bænk: klasse 1~100.
Renrumskabine: Et lille rum omgivet af antistatisk transparent plastikdug i et turbulent renrum, der bruger uafhængige HEPA- eller ULPA- og klimaanlæg for at skabe et rent rum på et højere niveau med et temperaturniveau på 10~1000, en højde på ca. 2,5 meter og et dækningsområde på ca. 10 m2 eller mindre. Den har fire søjler og er udstyret med bevægelige hjul for fleksibel brug.
5. Luftstrøm
Vigtigheden af luftstrøm
Renligheden i et renrum påvirkes ofte af luftstrømmen. Med andre ord styres bevægelsen og spredningen af støv genereret af mennesker, maskinrum, bygningskonstruktioner osv. af luftstrømmen.
Renrummet bruger HEPA og ULPA til at filtrere luften, og dets støvopsamlingsrate er så høj som 99,97~99,99995%, så luften filtreret af dette filter kan siges at være meget ren. Udover mennesker er der dog også støvkilder såsom maskiner i renrummet. Når dette genererede støv har spredt sig, er det umuligt at opretholde et rent rum, så luftstrømmen skal bruges til hurtigt at bortlede det genererede støv udendørs.
Påvirkende faktorer
Der er mange faktorer, der påvirker luftstrømmen i et renrum, såsom procesudstyr, personale, monteringsmaterialer til renrum, belysningsarmaturer osv. Samtidig bør man også tage højde for luftstrømmens afledningspunkt over produktionsudstyret.
Luftstrømsafledningspunktet på overfladen af et generelt operationsbord eller produktionsudstyr bør indstilles til 2/3 af afstanden mellem renrumsområdet og skillevæggen. På denne måde kan luftstrømmen, når operatøren arbejder, strømme fra indersiden af procesområdet til operationsområdet og fjerne støvet. Hvis afledningspunktet er konfigureret foran procesområdet, vil det blive en ukorrekt luftstrømsafledning. På dette tidspunkt vil det meste af luftstrømmen strømme til bagsiden af procesområdet, og støvet forårsaget af operatørens arbejde vil blive ført til bagsiden af udstyret, hvorved arbejdsbordet vil blive forurenet, og udbyttet vil uundgåeligt falde.
Forhindringer som arbejdsborde i renrum vil have hvirvelstrømme ved krydset, og renligheden i nærheden af dem vil være relativt dårlig. Boring af et returlufthul på arbejdsbordet vil minimere hvirvelstrømsfænomenet; hvorvidt valget af monteringsmaterialer er passende, og om udstyrets layout er perfekt, er også vigtige faktorer for, om luftstrømmen bliver et hvirvelstrømsfænomen.
6. Renrums sammensætning
Renrums sammensætning består af følgende systemer (hvoraf ingen er uundværlige i systemmolekylerne), ellers vil det ikke være muligt at danne et komplet og højkvalitets renrum:
(1) Loftsystem: inklusive loftsstang, I-bjælke eller U-bjælke, loftgitter eller loftsramme.
(2) Airconditionanlæg: inklusive luftkabine, filtersystem, vindmølle osv.
(3) Skillevæg: inklusive vinduer og døre.
(4) Gulv: inklusive hævet gulv eller antistatisk gulv.
(5) Belysningsarmaturer: LED-rensende fladlampe.
Hovedstrukturen i renrummet er generelt lavet af stålstænger eller knoglecement, men uanset hvilken type struktur det er, skal den opfylde følgende betingelser:
A. Der vil ikke opstå revner på grund af temperaturændringer og vibrationer;
B. Det er ikke let at producere støvpartikler, og det er vanskeligt for partikler at hæfte sig fast;
C. Lav hygroskopicitet;
D. For at opretholde fugtighedsforholdene i renrum skal varmeisoleringen være høj;
7. Klassificering efter anvendelse
Industrielt renrum
Formålet er at kontrollere livløse partikler. Det kontrollerer primært forurening af luftstøvpartikler til arbejdsobjektet, og det indre opretholder generelt en positiv tryktilstand. Det er egnet til præcisionsmaskinindustrien, elektronikindustrien (halvledere, integrerede kredsløb osv.), luftfartsindustrien, den kemiske industri med høj renhed, atomenergiindustrien, optiske og magnetiske produktindustrien (CD, film, båndproduktion), LCD (flydende krystalglas), computerharddiske, computerhovedproduktion og andre industrier.
Biologisk renrum
Kontrollerer primært forurening af levende partikler (bakterier) og livløse partikler (støv) til arbejdsobjektet. Det kan opdeles i;
A. Generelt biologisk renrum: kontrollerer primært forurening af mikrobielle (bakterielle) objekter. Samtidig skal dets indre materialer kunne modstå erosion fra forskellige steriliseringsmidler, og det indre garanterer generelt positivt tryk. De indre materialer skal i bund og grund kunne modstå forskellige steriliseringsbehandlinger i industrielle renrum. Eksempler: medicinalindustrien, hospitaler (operationsstuer, sterilafdelinger), fødevarer, kosmetik, produktion af drikkevarer, dyrelaboratorier, fysiske og kemiske testlaboratorier, blodstationer osv.
B. Renrum for biologisk sikkerhed: kontrollerer primært forurening af levende partikler fra arbejdsobjektet til omverdenen og mennesker. Det indre tryk skal holdes negativt i forhold til atmosfæren. Eksempler: bakteriologi, biologi, rene laboratorier, fysisk ingeniørkunst (rekombinante gener, vaccinefremstilling)
Opslagstidspunkt: 7. februar 2025