洁净室

精密设备和部件加工以及制药等各个领域所需的清洁度。环境。创建清洁度的方法、保持清洁度的条件等。从基础知识出发,进行通俗易懂的讲解。
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空调四要素
空调是指根据空间的用途和目的调节空气状态。为此,必须调节温度、湿度、洁净度和气流四个要素,以营造均匀、适宜的室内环境。

环境环境
日本为保障国民健康,各种法律都对舒适的空气环境进行了规定。即使是一般的空调,其温度、湿度、洁净度、风量的管理目标也都进行了如下量化。
例如:《建筑卫生法》、《建筑标准法》、《建筑管理法》、《职业安全与健康法》等。

一般空调环境洁净度
此外,一般空调环境的洁净度要求去除目标空间(例如室内)中的空气传播颗粒(例如灰尘、房屋灰尘和花粉)以及引起过敏的化学物质(例如甲醛)和难闻的气味。
制造过程中的清洁度
制造过程中的清洁度通常称为清洁度,表示基于一定标准的对象空间内空气的污染程度,用清洁度等级〇〇来表示。因此,实现清洁度 (清洁度) 并管理的房间称为洁净室。
洁净室
洁净室定义如下:。
洁净室根据使用目的,大致分为两种。将空气中的微粒子和微生物控制在一定洁净度以下,进行污染控制,防止杂质和异物混入的房间。同时,也保持带入房间的产品、药品、水的洁净度,并根据需要控制温度、湿度、压力、气流等环境条件,营造舒适的工作环境。
(参考: JIS Z 8122)
工业洁净室
主要面向半导体、液晶、电子零部件、精密仪器等工业领域,以空气中的浮游粒子为对象。
生物洁净室
主要面向医药品、基因工学、生物、手术室等医疗食品领域,以空气中的浮游微生物为对象。

污染
污染是指产品或食品受到外来物质、杂质或微生物的污染。污染控制是防止污染发生的过程。
在生产过程中,机械、设备和传送带的环境,可能会产生金属碎片、异物、杂质和污染物,并可能混入或附着在产品上。特别是在半导体、电子、精密零件、制药和食品制造等对清洁环境管理要求严格的领域,这可能会导致重大损失和失信,如批次淘汰和召回。
为实现这一目标而采取的措施主要包括以下几个方面。
- 我们将审查材料并将其更改为不易受污染的规格。
- 彻底清洗。
- 修改清洗方法。
- 使用专用器具。
- 彻底检查。
- 为了不混入特定物质,重新审视工程。
- 贯彻员工教育。
清洁规格和清洁度 (等级·清洁度)
所谓级别 (清洁度),是指空间中的微粒子的量的程度根据标准而定的标准。目前它已统一为国际统一标准ISO标准,但传统的美国联邦标准“FED-STD209D”仍被广泛使用。JIS标准符合基本ISO标准。
- ISO14644-1 (JIS B9920)
- 以每1立米空气中0.1μm以上的粒子为对象,分为1级-9级。与ISO标准一样,JIS标准根据每1立方米0.1μm或更多的颗粒数量分为1级-8级。
- FED-STD-209D
- 根据空气中每1立方英尺 (1英尺=约30厘米) 的0.5微米粒子数进行分类。
■表5根据空气清洁度等级的测量粒径和上限浓度
| 清洁级 | 上限浓度 (个/m上限浓度 (个/m3) ) | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 国际统一规格 ISO 14644-1 | 联邦标准 FED-STD-209D | 测量粒径 | |||||
| 0.1μm | 0.2μm | 0.3μm | 0.5μm | 1.0μm | 5.0μm | ||
| クラス1 | 10 | 2 | |||||
| クラス2 | 100 | 24 | 10 | 4 | |||
| クラス3 | 1 | 1,000 | 237 | 102 | 35 | 8 | |
| クラス4 | 10 | 10,000 | 2,370 | 1,020 | 352 | 83 | |
| クラス5 | 100 | 100,000 | 23,700 | 10,200 | 3,520 | 832 | 29 |
| クラス6 | 1,000 | 1,000,000 | 237,000 | 102,000 | 35,200 | 8,320 | 293 |
| クラス7 | 10,000 | 352,000 | 83,200 | 2,930 | |||
| クラス8 | 100,000 | 3,520,000 | 832,000 | 29,300 | |||
| クラス9 | 35,200,000 | 8,320,000 | 293,000 | ||||
清洁度测定
洁净室空气清洁度的评价方法在JIS B 9920中有规定。通常,粒子计数器用于测量每个粒度的粒子数。
<注意事项>
使用粒子计数器时,请注意以下几点。
- 粒子直径、吸引流量、测定对象的清洁度符合目的。
- 粒子越多,精度越好。
- 粒子数过多的话误差会变大。
- 计数小于规格颗粒将导致很大的误差。
清洁度和空气过滤网
为了满足目标空间的洁净度要求,能够过滤空气中悬浮颗粒的空气过滤网至关重要。空气过滤网根据其捕集效率大致分为以下几类。接近过滤网的中高性能过滤网有时被称为准HEPA过滤网。
| 过滤网种类 | 粗尘过滤网 | 中性能过滤网 | 高效过滤网 | ULPA过滤网 |
|---|---|---|---|---|
| 粒子大小标准 | 微粒 | 微细粒子 | 非常细微的粒子 | |
| 粒径 | 10~20μm以上 | 1~2μm以上 | 0.3 μm | 0.1~0.2 μm |
| 采集率 (标准) | 约50~90% | 约50~95% | 99.97~99.99% | 99.999~99.99999% |
| 初始压力损失 (估计值) | 约5~20Pa | 约20~120Pa | 约90~250Pa | 约130~250Pa |
FFU(过滤网风机单元)
将HEPA过滤网与风扇结合在一起的洁净空气装置称为FFU。

HEPA过滤网是高效微粒空气过滤器的缩写,JIS标准定义如下:
在额定风量下,对粒径0.3μm的颗粒物的捕集率达到99.97%以上,初始压力性能为245Pa以下的空气过滤网。
(参考: JIS Z 8122)
ULPA过滤网是超低渗透空气过滤器的缩写,JIS标准定义如下:
在额定风量下,对粒径0.15μm的颗粒物的捕集率达到99.9995%以上,初始压力性能为245Pa以下的空气过滤网。
(参考: JIS Z 8122)
采集效率
为了去除空气中的悬浮颗粒和污染物,过滤网必须具有与待捕获颗粒大小相匹配的网孔尺寸。收集效率是过滤网能够捕获的进入空气的悬浮颗粒的百分比,清洁度等级取决于收集效率和高度。然而,由于收集效率的测量方法因过滤网性能等级而异,因此需要注意的是,相同数值的收集效率并不一定相同。

重量法
过滤网捕获的重量÷流入过滤网的总重量
⇒重量法可能无法捕获细小的颗粒,但如果捕获较大的灰尘颗粒(粗尘),则会计算出较高的收集效率,因此通常用于测量粗尘过滤网。
计数法
过滤网捕获的各尺寸颗粒数÷流入过滤网的各尺寸颗粒数
⇒计数法是用于 HEPA过滤网等的一种评估方法,用于计算颗粒数量并测量过滤网对每个粒径捕获了多少灰尘或空气中的颗粒。
因此,HEPA过滤网的规格规定其“对 0.3 μm 的颗粒物的有效性超过 99.97%”。
<备注>
HEPA和ULPA过滤网虽然捕集效率高,但如果在悬浮颗粒和灰尘较多的场所过滤网,过滤网本身会很快堵塞,导致风量急剧下降,从而需要更频繁地更换过滤网。因此,需要考虑使用场所以及是否组合使用预过滤网。
过滤网压力损失
过滤网具有纤维网状结构,用于捕获悬浮颗粒和灰尘。这会产生阻力,阻碍空气流过过滤网。压差是指一定体积的空气静压通过过滤网时产生的压降。过滤网压力损失它被称为。
空气通过过滤网前的静压 - 空气通过过滤网后的静压
⇒可以用差压计测量压力损失。
<备注>
过滤网新装时的压力损失称为初始压力损失,随着时间推移,过滤网堵塞,压力损失会逐渐增大,导致捕集效率和风量下降。此外,对于静压较弱的过滤网风扇,使用压力损失较大的过滤网可能会导致无法达到所需的风量,因此必须注意。
为了维持清洁度的洁净室的4个原则
为了始终保持洁净室的清洁度 (清洁度),首先要遵守“洁净室的四项原则”。
- 请勿带入
⇒操作人员、纤维碎屑、毛发、手推车、装置、金属片 - 不发生
⇒作业人员、衣服、备品、笔记用具、滑动部、搬运、加工、涂装 - 不堆积
⇒清扫方法、有棱角的地方、凹凸部 - 排除
⇒换气次数、换气方式、死角区域、正压

工业无尘室的气流设计标准
JIS 标准建议洁净室的气流速度为 0.2 米/秒或更高,但洁净相关设备制造商通常选择约 0.3-0.4 米/秒的气流速度。Apiste在下面的例子中,气流速度设定为 0.4 m/s。
| 清洁度等级 (JIS) | 清洁度等级 (FED) | 气流形式 | 平均气流速度 (m/s) | 换气次数 | |
|---|---|---|---|---|---|
| (次数/小时) | (次数/小时) | ||||
| 2 | - | 单向流 | 0.3~0.5 | 不适用 | - |
| 3 | C1 | ↑ | ↑ | ↑ | - |
| 4 | C10 | ↑ | ↑ | ↑ | - |
| 5 | C100 | ↑ | 0.2~0.5 | ↑ | 200~400 |
| 6 | C1,000 | 非单向流 或并用 | 不适用 | 30~90 | 100~150 |
| 7 | C10,000 | ↑ | ↑ | 20~40 | 30~75 |
| ※JIS B 9919 | ← | ← | ※FED Hoka | ||
<备注>
即使通风率较低,使用 HEPA过滤网最初也能达到一定的清洁度。然而,随着 HEPA过滤网堵塞老化,颗粒物和污染物浓度上升的风险会增加,清洁度恢复能力也会下降,最终导致清洁度在不知不觉中降至标准以下。
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