洁净室各项目检测方法总结

洁净室各项目检测方法总结

2019-03-07 16:56:30

高效过滤器检漏
一、说明
过滤网的泄漏测试应当是无尘室测试中，最复杂、最耗时间的测量项目。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. 全效率测试法， 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最早期的测试方式，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，但是随着制造精密度增加，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，因此是目前最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

PAO/DOP过滤器检漏
一. 说明
气胶光度计测试法是最早期的测试方式，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，加压或加热雾化之后，可以产生次微米等级的微粒，可用来仿真无尘室的微粒，因此被当成验证微粒。
1 泄漏的定义是泄漏出上游浓度万分之一，由于气胶光度计可以直接显示上下游微粒浓度的比值，因此扫描滤网非常方便。也正因其准确、可靠，美国食品与药品管制局（FDA）规定，在其管辖范围内（食品加工场所与医疗制药场所），所有的滤网泄漏测试必须使用DOP与气胶光度计。近年来由于人们怀疑DOP会导致癌症，因此多改用PAO。PAO和DOP的特性类似，使用上无多大差异。
二. 测试仪器
1 本测试法使用仪器为气胶光度计（Aerosol Photometer）与微粒产生器（Aerosol Generator）。气胶光度计的显示版有模拟与数字两种，每年必须校正一次。微粒产生器有两种，一种是普通的微粒产生器，只要求高压空气，另一种是加热型微粒产生器，要高压空气和电源，微粒产生器不需要校正。
三. 测试方式
滤网泄漏测试的步骤，大致上是施放微粒并检查浓度、滤网与边框扫描以发现泄漏、更换或修补、重测，其步骤说明如下
在图面上记录滤网数量并编号。
确定空调系统正常运转并可供测试，风速与风量必需调整平衡完毕。
使用气胶产生器在上游施放挑战微粒，将PAO打入滤网上游，微粒浓度是大约每公升空气含有10到20微克的PAO。微粒愈多愈容易找出泄漏，但是超过50微克以后差别不大，少于10则很难使用。微粒浓度可用风量粗略计算，再用气胶光度计确认。
上游微粒浓度确认后，就可以在滤网表面扫描，寻找泄漏，必要时滤网四周可用塑料帘覆盖以确保测试之准确
在滤网表面扫描，扫描之路径可由外而内或沿长/短边迂回检测.

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，最常见的是流量 1cfm ，最小粒径可测到 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必须低于规定值。洁净度的第二个验收基准就是，任一隔间若需使用信赖度上限分析，则该分析值也必须小于规定值。

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最主要因素，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第一步。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，室内换气量还必须用风速乘以出口面积来换算。
单一流向型无尘室，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。非单一流向型无尘室，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必须是低速型。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) 每测量点必须取 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。重要的是在非单一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，但是均匀度必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，一般是在非单一流向型无尘室，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 ，精确度要求为读数的 ±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，必须主机连同罩子一起校正，才能得到准确校正值。检验时必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，所有门窗都必须关上，所有的风扇也必须维持正常运转。
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精确度满足要求即可。压力计之精确度要求为读数的 ±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
必须在风速、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，最后测量 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 ℃ ，精确是 ±0.2 ℃ 。湿度测量范围是 10 ﹪ 到 95 ﹪ ，精确度是 ±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秒后记录最大值。

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。
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。

地板导电检测
一、测试介绍
导电度可视为电流流经或绕过某物体之容易程度 (relative ease) ，电阻的倒数即导电度
二.、测量目的
测量地板上点与点之间 (Floor Point to Point) 的电阻，和地板与大地间 (Floor to Ground) 的电阻
三、Point to Point 检测过程
温湿度需已经测试调整合格
每组数据需使用两个电极
电阻计之开路电压为 500 奥姆，内阻至少 100000 奥姆
每个无尘室至少量 5 组数据，取平均值
四、Floor to Ground 检测过程
这是测量无尘室地板与接地电极间，导电性的强度。
温湿度需已经测试调整合格
电阻计两端的电极，一个接在地板上，另一个连在最接近的建筑物柱子上
测量位置由 Owner 指定，应有 20 个位置
每位置取不同的 5 点测量，再取平均值
平均之电阻应小于一百万欧姆
所有的原始数据与平均值都需表列于报告中

自净能力检测
一、测试目的
确认在无尘室释放颗粒后，测量在多少时间内能恢复到释放之前的洁净水平。
二、测试仪器
颗粒测试仪（品牌 MET ONE），型号：3313、2100、颗粒释放器。
三、测试位置
任意抽取测量点，也可与相关人员共同确认测试点。
四、测试步骤
在测试开始之前要保证净房空调系统正常运转24以上，让洁净环境达到一个稳定的水平。
在抽取的测量点放好颗粒计数器，先做颗粒洁净度测试，记录该房间每立方英尺体积的空气中含有的0.3um颗粒数量，连续测试数分钟，待取一个稳定的数据，此时，再将该房间的整个空调系统全部断电。
在该房间内释放颗粒，使于外界非洁净区域的颗粒自使整个洁净室0.3um的颗粒浓度达到之前浓度的10或100倍。此时再启动空调系统，使其正常运行，测试该洁净室内颗粒浓度恢复到之前水平所需要的时间

静电检测
一、测试目的
静电问题不是只有半导体业才有，其它行业也有类似问题。微小物质上若是含有静电，就会变成非常难处理的问题，因为传输变的很不容易。另外在无尘室里面，若是物体表面带有静电，就很容易吸引灰尘造成污染。静电测试的目地是测量空气中正离子与负离子的含量，依此数据可仿真物体在该气流场中之残余表面电压。
二、测试程序
于无尘室内离地 32 英吋 (813 mm) 处，测量该位置之空气中正离子与负离子的含量，单位是每立方厘米离子数。测量点数： 10 个，或由业主自己决定。在同一位置做残余电压测试。

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标签：洁净室检测

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