无尘室性能测试

无尘室性能测试〈CleanroomPerformanceTesting〉和无尘室认证无尘室认证这篇无尘室认证，是许博士在新加坡所使用教材，因此是英文版。中文版尚陆续翻译中，将逐步贴上分享各位。无尘室性能测试〈CleanroomPerformanceTesting)和无尘室认证〈CleanroomCertification〉有何分别？基本上无尘室认证就是做无尘室的性能测试，但是认证者对所测试的结果要负完全责任，要保証测试仪器、测试程序都满足NEBB规定。这话说来简单，做起来可不容易，因为空调系统与无尘室的设计变化很多，有些时候业主的要求也不尽相同。在不同的设计理念与不同的业主要求之下，测试的执行就有些差异。因此做无尘室认证，首要之务是熟悉空调系统与无尘室设计。NEBB对无尘室认证人员〈称为CleanroomPerformanceTestingSupervisor〉的基本要求有四，一是对空调系统和无尘室的了解，二是对相关规范的了解，三是对测试仪器与测试程序的了解，四是本身的经验与口碑。这些是入门的要求，通过检定成为Supervisor之后，须受NEBB管辖，并且要时时温习法规规范与关注新科技发展，每年向NEBB报到至少一次，两年复检一次资格，要求很多。因此无尘室性能测试谁都可以做，只要会操作仪器就可以；但是要得到严谨可信赖的测试数据，就必须依靠资格符合的专业人士。以下资料是尘室的各项性能测试说明，首先是测试简介，说明一些基本概念，之后是测试程序及注意事项。至于测试的底线，就是数据不可更改也不可抛弃，这是不变的铁律。测试简介在测试无尘室之前，若是能对测试规范、无尘室基本概念、无尘室的术语等有些了解，对测试当有帮助。这里是一些背景资料，提供给读者参考。一、无尘室测试规范有关无尘室定义、建造、控制、管理等等的国际标准，在网路上用''contaminationcontrol"搜寻，可以找到很多相关资料。无尘室的定义，最早是在美国联邦标准209上出现，之后日渐普及并广为半导体业与制药业接受。在欧洲与日本，随着工业的日益发展，各国的版本也逐渐出现。到了90年代后期，产业界体认到若是无共同标准，就不能实现经济的全球化，于是有ISO-14644的产生。以下说明无尘室的各种标准与规范。FederalStandard209E(Fed-Std-209E):美国联邦标准209E，209的出版发行，是在1960年代，之后不断改版以因应科技进步与工业发展，版本从原始的209、209A，一直到1992年的最后一版209E。在2001年11月29日，美国正式宣布废止209E，改用ISO-14644,于是209E在书面上走入历史。但是在产业界，除了部份的欧洲公司之外，美国、日本、台湾、与中国大陆，都还沿用209E。微粒计数器的制造商，虽然都推出满足公制计数法的新机型，但是要等旧机器完全淘汰，恐怕还要很长时间，因此新规范ISO-14644还没能取代209E。2.ISO-14644系列；美国政府为了推动经济全球化，就很大方的放弃了自己的209E，改而推行全部使用公制的国际标准ISO-14644。14644系列有8个子题〈Part〉，称为14644-1,14644-2,一直到14644-8。整个系列涵盖了等级定义、测试与监视的规范、测试的程序方法、设计与建造、操作、以及其他的有关设备等，范围很广。有些主题已经定案，如Part1和Part2,有些只有初稿〈Draft〉，有些连初稿都还没有，读者可以到ISO或IEST的网站上订购。3. JISB9920(1989):日本的洁净标准，规定无尘室中浮游粒子的浓度测定方式，及洁净度的等级定义。VDI2083(1993):德国的洁净标准，规定洁净度等级的定义方式，以及洁净度的量测技术。Gost-R50766(1995):俄国的洁净标准，定义无尘室的分类与一般需求。以上是无尘室等级规定，与洁净度量测的相关标准。另外有关无尘室污染控制〈也就是洁净度控制〉，和环境控制〈如温溼度、震动噪音等〉，也有一些重要的测试规范，因为这些环境影响因素，都包含在无尘室性能测试的范围之内。IEST-RP-CC-006.2：这本有名的测试规范，目的就是为了补209的不足。209只有微粒量测，006包括了风速风量、滤网泄漏、洁净度、温溼度、平行度、恢复率、粒子沉降测试、照度等。006的第一版称为006-84-T，006.2是第二版。现在由于NEBB的兴起，0062已经功成身退，逐渐消失了。NEBB无尘室测试规范第二版：这是目前最广为流行的测试规范，提到无尘室认证，就非NEBB莫属。NEBB无尘室测试规范，可说是IEST-0062的改良版，其测试涵盖范围差不多，但是测试程序更为清楚严谨，仪器使用也有详细规定。因此NEBB无尘室测试规范的出现，解决了不少测试的争议，也因此NEBB无尘室测试规范成功的成为产业标准。有关NEBB，请参照本站NEBB。ISO-14698系列：14698有Part1、Part2、Part3三个子题，是有关无尘室里面生物污染的控制，目前都只有初稿。每一种行业，甚至每一家公司或工厂，对无尘室的要求可能都不一样。以上所列无尘室定义与无尘室测试规范，虽然以可满足大部份厂商的需求，但是严格来讲，这些规范也只是一个参考。各公司在订定测试规格时，应依照自己的制程需求，在上述规范里取出自己适用的部份，并要求供应商与测试单位照办，必要时可以酌情修改测试标准，才能真正满足自己的需求。二、无尘室常用名词1.无尘室定义：无尘室是一个为了对空间内空气中的微粒做控制，所建造的特殊封闭性建筑。一般而言，无尘室也会对温溼度、气流运动模式、与震动噪音等环境因素做控制。2.微粒控制：无尘室微粒控制的第一步，是把室内微粒对制程影响的程度做完整分析，然后针对分析结果，订定恰当的微粒控制方式与无尘室管理模式，才能有效率的控制微粒污染。在做微粒影响分析时，必须特别注意数据的量化，也就是粒径与其数量对制程的影响，才是有用的数据。外来污染源：从无尘室外进入系统的污染源，外来污染源主要是由空调通风系统所导入，另外门、窗、墙壁裂缝等也是外来污染源的成因。内部污染源：无尘室内部产生污染的来源，一般是制程机器与操作员工，最严重的内部污染源一般是操作员工。隔离：隔离是污染控制的一种观念，也就是让污染源隔绝在无尘区域之外。这种观念多应用在高洁净度的无尘环境，例如Class100，Class10,Class1等高滤网覆盖率的无尘室，或是使用迷你洁净室将机台整个包住。稀释：稀释是污染控制的另一种观念，多应用在洁净度不高的无尘室。例如在Class10000的无尘室，因为换气量不大，制程与人员产生的粒子就会在室内打转，要比较常的时间才会排出。因此新的干净空气只能稀释室内的微粒浓度，让室内洁净度控制在某一等级之下就可以了，部要求把人员与制程隔开。使用稀释法作为粒控制时，要特别注意本节第二条微粒影响分析的正确性，能掌握微粒的产生速率，才能有效的稀释微粒。7.气流模式：指的是流场型态，气流分布，气流的流向等性质。由于微粒的移除完全掌握在气流的模式，因此愈洁净的无尘室或是无尘区域，对气流模式的掌控就愈重视。基本上要先掌握气流模式，才能掌握洁净度。单一流向型气流：气流以同一个方向移动，这种无尘室称为单一流向型无尘室，以前称为层流型无尘室，定义并无多大改变。高洁净度无尘室需要单一流向型气流。非单一流向型气流：气流方向不受控制，就是所谓的乱流型无尘室，洁净度较低的无尘室都是用非单一流向型气流以节省成本。As-builtcleanroom(刚完工的无尘室)：已经完成且可以操作，所有相关支援设施皆已完成的洁净室，但并没有设备及操作设备的人员。At-restcleanroom(准备中的无尘室)：已经完成且可以操作，所有相关支援设施皆已动作的无尘室，设备已载入并可以操作或已在运转，1如所指定，但没有操作设备的人员。Operationalcleanroom(操作中的无尘室设施)：一个已在正常运转的无尘室，所有相关支援设施皆已动作，设备及人员皆已载入，运转状况可以呈现和达到其正常的功能。三、无尘室等级定义无尘室的等级使用者在开无尘室的等级给供应商时，有以下几个小技巧。首先是等级定义的模式如下：ClassX(atYgm)其中X是无尘室的等级，例如100或10000等等，Y是粒径如0.2gm,0.5gm等，可复选。意思就是使用者规定，该无尘室微粒含量，在这些粒径必须满足该等级的限度。这样可以减少纷争，以下是几个例子：Classi(O.lgm,0.2gm,0.5gm)Class100(0.2gm,0.5gm)Class100(0.1gm,0.2gm,0.5gm)在Classes100(M3.5)andGreater(Class100，1000，10000....)，一般看一个粒径即可。在ClassesLessthan100(M3.5)(Class10，1....)，一般要看多几个粒径。第二个技巧是规定无尘室的状态，例如：ClassX(atYgm),At-rest供应商就很清楚知道无尘室要在At-rest状态下验收。第三个技巧是自订微粒浓度上限，一般在As-built时无尘室都很干净，微粒控制能力测试不易，这时可以干脆把验收上限压低，例如：Class10000(0.3gm<=10000)，As-builtClass10000(0.5gm<=1000)，As-built这样做的目的是确保无尘室在Operational状态时，依然有足够的微粒控制能力。以下两个表是Fed-Std-209E的等级定义，和ISO-14644的等级定义。Fed-Std-209E洁净度定义ClassNameClassLimits0.1“m0.2“m0.3“m0.5“m5“mVolumeUnitsVolumeUnitsVolumeUnitsVolumeUnitsVolumeUnitsSIU.S.(m3)(ft3)(m3)(ft3)(m3)(ft3)(m3)(ft3)(m3)(ft3)M1 3509.9175.72.1430.90.87510.00.283--M1.511,24035.02657.501063.0035.31.00--M2 3,50099.175721.43098.751002.83--M2.51012,4003502,65075.01,06030.035310.0--M3 35,0009917,5702143,09087.51,00028.3--M3.5100--26,50075010,6003003,530100--M4 --75,700214030,90087510,000283--M4.51,000 35,3001,0002477.00M5 100,0002,83061817.5M5.510,000 353,00010,0002,47070.0M6 1,000,00028,3006,180175M6.5100,000 3,530,000100,00024,700700M7 10,000,000283,00061,8001,750ISO-14644洁净度定义ISOclassificationnumber(N)Maximumconcentrationlimits(particles/m3ofair)forparticlesequaltoandlargerthantheconsideredsizesshownbelow(concentrationlimitsarecalculatedinaccordancewithequation(1).0.1mm0.2mm0.3mm0.5mm1mm5mmISOClass1102ISOClass210024104ISOClass31000237102358ISOClass4100002370102035283ISOClass51000002370010200352083229ISOClass61000000237000102000352008320293ISOClass7 352000832002930ISOClass8 352000083200029300ISOClass9 352000008320000293000NOTEUncertaintiesrelatedtothemeasurementprocessrequiresthatconcentrationdatawithnomorethenthreesignificantfiguresbeusedindeterminingtheclassificationlevel.Equation(1):Cn=10NX(0.1/D)2.08其中Cn是微粒浓度，N是洁净度，D是粒径比较以上两表我们可看出209E的公制和英制两套标准，虽然有公式做互换，但是仍究很难一眼看出其相关性。两制放同一表，徒然造成混淆在两表中0.5mm几乎出现在每一个等级定义中，表示粒径0.5mm的粒子非常具有代表性在洁净度的分类上，不管是在高洁净度，或是低洁净度，ISO-14644的范围比209E都来的广，因此具有未来性四、无尘室测试范围凡是和无尘室环境控制有关的因素，都在无尘室认证的范围之内。在无尘室完工之前，业主、施工单位、与测试单位应就以下几个主题做详细讨论并达成协议，以利测试进行。待测无尘室涵盖范围、等级、面积、滤网位置、与数量测试的目的测试程序使用仪器测试报告撰写方式与内容工期在测试前，将以上项目定义清楚，可以使测试顺利进行，发现问题时也可以尽快排除，对业主和施工单位都有利。IEST-0062有一个表说明测试项目，以及适用状态，具有相当参考价值表列如下。IEST-RP-CC006.2Table1章节测试项目单一流向型非单一流向型混合型6.1风量与均匀度风速与均匀度1,2,31,2,3OPT1,2,3OPT6.2滤网泄漏1,21,21,2洁净度1,2,31,2,31,2,3压力1,21,2,31,2,3平行度1,2N/AOPT(1,2only)6.6空间泄漏1,21,21,26.7恢复率N/A1,21,26.8粒子沉降测试1,2,31,2,31,2,3照度1,OPT(2,3)1,OPT(2,3)1,OPT(2,3)噪音1,2,31,2,31,2,36.11-6.13温溼度1,2,2OPT1,2,3OPT1,2,3OPT6.14振动OPTOPTOPT测试的顺序没有硬性规定，但是仍旧存在某些比较理想的顺序1:测试适用于As-built状态2:测试适用于At-rest状态3:测试适用于Operational状态N/A:代表该测试在该状态下''不适用〃OPT:代表该测试在该状态下为''选择性测试〃，可以视制程需求而定由上表可看出，风量测试〈使用气罩〉适用任何状态，因为不易受干扰。风速量测，在非单一流向型〈乱流型〉无尘室就不推荐，因为容易受干扰。当然这是IEST的建议，我们可以自行决定。至于测试的项目选择，NEBB建议：依重要性分成三级，说明如下。第一级〈LevelI〉：第一级测试是所谓的主要测试，与洁净度直接有关的测试都属第一级，每个无尘室都应至少应做的测试。第一级测试项目包括：风速量测风量量测前两项的均匀度分析滤网泄漏测试洁净度测试压力量测第二级〈LevelII〉：第二级测试，虽然也是与洁净度与气流有关，但是只有在特殊情况下才需要进行。气流平行度量测〈只适用层流型无尘室〉空间泄漏测试〈几乎已被压差测试取代〉恢复率测试〈依建议只适用乱流型无尘室〉粒子沉降测试〈近年来已经很少做〉第三级〈LevelIII〉：第三级测试就与气流无关，都是属于环境因素。照度与其均匀度噪音测试振动测试温溼度测试这里说明NEBB所要求无尘室性能测试的各项测试程序，当然这些程序是NEBB所认定的基本要求，业主可视状况自行修改。NEBB唯一的要求是，若是修改后的程序比较宽松，就不能说是符合NEBB标准。2.1气流量测无尘室内的气流控制，是维持洁净度的关键，因此高效滤网〈HEPAFilter〉的出口速度控制，是非常重要的课题。由于滤网速度关系着空气流场型态、微粒控制能力、换气量与平行度等，因此无尘室的气流量测，是无尘室认证的第一步。经由数据分析，可察觉问题所在，再对无尘室做细微的调整，使性能达到要求。本章说明无尘室气流量测的步骤，分为速度与均匀度量测，风量与均匀度量测，平行度量测等三部份。量测程序与数据分析，都是依照NEBB的标准。一、滤网速度与均匀度量测1・测试目的气流是控制洁净度与温溼度的最主要因素，它对噪音也有一些影响。因此风速量测，都是放在无尘室测试的第一步。风速量测的目的，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，因此多只需要量测风量。在单一流向型无尘室，风速量测的位置可由业主指定，一般是在滤网表面或是工作高度。但是需注明是滤网风速量测（滤网表面）或是无尘室室内风速量测（工作高度）。2•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属于低速型。滤网风速量测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ShortridgeVelgrid16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（HotWire）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。NEBB的要求是在50fpm至I」120fpm之间〈0.25m/s至U0.6m/s〉，要有''±5percentofthereading"的精确度。检验仪器须经校正合格，且仍在有效期限内。于正式检测前及缴交报告时均须检附合格的校正文件。3・测试步骤（1） 在图面上记录滤网尺寸、数量并编号。⑵ 取样点位于滤网下方75-150mm处。⑶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。以600mm"200mm滤网为例，单点式风速计要量8点；多点式风速计要量2点。每量测点必须取5秒的平均。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。记录所有原始数值，以及分析后的数值。风速量测的测试步骤，在单一流向型或非单一流向型无尘室都相同。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。牛数据分析风速量测很简单，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。平均值：将所有风速量测值取算数平均VAM=(Vl+V2+...+VN)/N标准差：计算所有风速量测值的标准差相对标准差：相对标准差是一个百分比，将标准差除以平均值，再乘以100得到百分比RSD=SDV/VAMx100风速量测很简单，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。由以上说明可看出，相对标准差其实只是把标准差去单位化，其物理意义与标准差一样，都是数据偏离平均值的程度。因此，相对标准差愈高，代表这一群数据愈不均匀，在垂直层流场合，当然希望相对标准差愈低愈好。5-验收标准验收基准必须是由业主订定，设计团队依照业主要求设计空调系统，测试单位则依规范测试,提供给业主作为允收依据。一般而言，允收条件有以下三种。相邻两点之风速值，差距不可大于20%量测之平均风速，应在设计规格之±5%以内相对标准差应在±15%以内关于第一鞗的规定，差距大于20%表示这一区已经有足够条件产生区域乱流，必须加以调整。关于第二条，无尘室里面，单一的滤网平均风速，通常会定在设计规格±10%以内，总量才是±5%以内。一般空调则是个别出风口±20%以内，总量±10%以内。二、滤网风量与均匀度量测说明风量量测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，或是量测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。同样气罩通常可以量测送风与回风，正值代表送风，负值代表回风或排气。须注意的是反向量测时，其量测范围通常会降低。测试仪器：风量量测应当使用气罩(FlowMeasuringHood)，气罩的量测范围是15〜2500cfm,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。测试步骤：在图面上记录滤网尺寸、数量并编号。使用恰当尺寸气罩将出风口完全罩住，然后量测与计录。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。记录所有原始数值，以及分析后的数值。牛数据分析：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。平均值：将所有风量量测值取算数平均QAM=(Ql+Q2+・・・+QN)/N标准差：计算所有风量量测值的标准差相对标准差：相对标准差是一个百分比，将标准差除以平均值，再乘以100得到百分比RSD=SDQ/QAMx100如前述在垂直层流场合，当然希望相对标准差愈低愈好。但是气罩一般适用在非单一流向型无尘室，其滤网覆盖率并非100%，因此计算相对标准差就没意义。在一般空调更是不需计算相对标准差。5-验收标准：验收基准必须是由业主订定，一般可接受范围与风速相同，条列如下。相邻两点之风量值，差距不可大于20%量测之平均风量，应在设计规格之±5%以内相对标准差应在±15%以内三、气流平行度量测1・测试目的平行度量测的目的，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。平行度量测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，结果是重测。测试方法一般而言平行度的量测，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。在无尘室里面一般不使用烟雾，因为烟雾所含微粒太多，恐怕会造成污染。干冰加热水可以制造水雾，水雾对半导体是无污染，但是在制药厂或生化无尘室，又怕细菌会粘着,因此也有缺点。PFA是polyfunctionalalcohol（多功能酒精？）是一种水性溶液，基本上是水加染料，然后用超音波打成水雾，释放出之后就形成可见雾气。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。量测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。在早期由于棉线比较重，因此只有在风速很强的地方才能使用。无尘室的风速较低，恐怕吹不动棉线，平行度根本无法量测。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量测。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，或是量测细线与铅垂线的夹角，就可决定气流的平行度。测试仪器1.支架铅垂线Flo-Viz细线牛测试步骤用支架设立垂线作为基准线。将细线在室内悬吊，使其自然下垂，细线会随空气流向飘移。在离地2135mm处将铅垂线与悬吊相交作为量测起点。在离地915mm处量测悬吊线偏移铅垂线的量（mm）。偏移角=tan-1（悬吊线徧移量/1220）。每3mx3m区域量1点。偏移角0=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，之后如上图所示，将红线当成烟雾，再计算夹角就可以了。5•使用三维超音波风速计三维超音波风速计是实验适用的精密量测仪器，拿进半导体厂内量测气流平行度的机会不多，当然由于其客观性十足，准确度自然较高。如果非用不可，其测试方式是把风速计架好，校准水平与方位，将探头高度调整到1525mm,然后测量三维风速。三维风速的合量与垂直线的夹角，就是气流的平行度。6・验收标准验收标准当然由设计规范决定，一般都是14度。7・测试报告测试报告需包括：所有的量测位置垂直水平方向位移量或风速偏移角与允收基准的比较滤网面速量测实例AirflowvelocityandairflowvolumereadingsRow1234A720TOC\o"1-5"\h\z725\o"CurrentDocument"73097 74099B70093 72096 72072597C67089 71572597 73097D69092 71095 720760E71095720967209674099F700TOC\o"1-5"\h\z93 72072573097滤网面速之数据分析平均值VAMVAM=(Vl+V2+...+VN)/NVAM=95.92fpm标准差SDvSDV=2.43相对标准差RSDRSD=SDV/VAM=2.43/95.92=2.53%滤网流量之数据分析平均值QAMQAM=(Ql+Q2+...+QN)/NQAM=719.38cfm标准差SDqSDQ=17.71相对标准差RSDRSD=SDQ/QAM=17.71/719.38=2.46%2.2压力量测一、说明压力量测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commonsense，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25Pascal之间。压力量测的时机，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量测,尤其不可在洁净度量测完毕之后才量测压力。因为如果压力不对，要立刻调整以免影响洁净度。量测时，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：压力量测可使用倾斜管压力计，指针式压力计，或是电子式压力计，总之只要量测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%，量测范围式压力设计值而定，一般0〜5mmAq(0-0Pascal)即可涵盖室内外压力差之量测。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O.OmmAq表压力。测定洁净区域与相邻较次级洁净区域之压差，再量测房间与Gowningroom之间压差，最后量测Gowningroom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。四、 验收标准：无尘室室内外压差之验收标准是由业主所指定。五、使用发烟管：压力量测的目的是确认气流可以依照设计的方向移动。若是没有规定压力值，只需确认流向正确，或是在不方便量测的区域，可考虑使用发烟管检视空气流向，但是需要业主同意。发烟管在空调系统测试调整时，是非常方便可靠的工具之一。，虽然不提供数值，但是可以确认气流流向、，也可检视泄漏，并且随着烟雾的移动，可确认泄漏位置或缩小检查范围。无尘室完整性测试另一个与压力有关的测试是空间的完整性测试，完整性测试的英文原文是IntegrityTest，Integrity有完好无缺的意思，像滤网的泄漏测试，有些人就称之为Filter'sIntegrityTesto完整性测试的做法是在无尘室外〈如走廊、或是隔壁等级较差之处〉施放微粒，然后在室内墙版接缝处用微粒计数器扫描，检查有无泄漏。但是随着无尘室研究数据日益充实，专家发现只要维持适当正压，污染微粒经由已经打上硅胶的墙缝侵入的机率微乎其微，因此现在都不做完整性测试。微粒虽然比较不会由墙缝入侵，但是会从配线的开口渗入，这点必须注意。完整性测试已濒临淘汰，在此不多叙述，需要这项服务者请个别联络。2.3滤网泄漏测试滤网的泄漏测试应当是无尘室测试中，最复杂、最耗时间的量测项目。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把挑战微粒施放在滤网上游，然后在滤网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，说明如下。一、气胶光度计测试法1.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(AerosolPhotometer)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，可用来模拟无尘室的微粒，因此被当成验证微粒。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。测试仪器本测试法使用仪器为气胶光度计(AerosolPhotometer)与微粒产生器(AerosolGenerator)0气胶光度计的显示版有类比与数位两种，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。特别注意：使用DOP或是PAO当成挑战微粒时，千万不可以使用微粒计数器扫描。因为微粒计数器若是沾到DOP或是PAO等油性粒子，恐怕很快就要进厂保养，清洗雷射头了。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。3.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胶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，其方式如下：每一滤网和其边框均需测试。滤网之表面时，将探漏器摆设如图（b）,用短边方向前进，覆盖全滤网扫描滤网边框时，尤其滤网与CeilingGrid之间，探漏器摆设可以如上图（a）或（b）,涵盖全部接缝。利用微粒计数器之方锥形（10mm*60mm）采样器置于滤网下25mm左右，以50mm/sec速度仪动。e.气胶光度计上的读数是上下游百分比值，因此若是数值大于0.01,即可怀疑为泄漏，可退回约100mm反覆再测，如果没有持续高读数，则可继续测试，反之即为有泄漏，需作记录且日后修补或更换。滤网若有破损则应修补或更新，然后重新再测。边框若有泄漏，应重新安装、调整，直到无泄漏为止。记录时必须登记扫描结果，泄漏状况与处理方式。4.验收基准凡是连续性读值超过0.01%视为泄漏，每一片滤网测试及修换后均不得有泄漏，边框也不得有泄漏。每一片滤网的修补面积不得大于滤网面积的3。任何修补长度不得大于38mm（1.5英吋）。二、微粒计数器测试法1.说明半导体业方面，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。测试仪器微粒计数器测试法使用仪器是微粒计数器、微粒稀释器与微粒产生器，微粒计数器每一年要校正一次，微粒稀释器与微粒产生器不用校正，但是微粒稀释器要定期保养以免阻塞。测试方式测试步骤与气胶法相同，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。使用微粒产生器在上游施放挑战微粒，将雾化的PSL打入滤网上游，同时使用微粒计数器监视上游的微粒浓度，使微粒浓度达到每立方英尺至少有80万颗微粒，并且维持该浓度直到扫描完毕为止。为保护微粒计数器，一般会在微粒计数器空气吸入口加装固定倍率的微粒稀释器。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胶帘覆盖以确保测试之准确。扫描时探漏器离滤网的距离是25mm。微粒计数器测试法的扫描速度，是一个上游浓度的函数，不是一个定值，其计算公式如下：SR：扫描速率CC：上游浓度LS：泄漏定义，如0.01%FS：流量，一般是1cfmDP：探漏器尺寸，沿移动方向NP：代表泄漏颗粒数由上式可看出，上游浓度愈高，扫描可以愈快。扫描的方式与气胶法相同，路径可由外而内或沿长/短边迂回检测。滤网若有破损则应修补或更新，然后重新再测。边框若有泄漏，应重新安装、调整，直到无泄漏为止。记录时必须登记扫描结果，泄漏状况与处理方式。验收基准凡是连续性读值超过0.01%视为泄漏，每一片滤网测试及修换后均不得有泄漏，边框也不得有泄漏。每一片滤网的修补面积不得大于滤网面积的3%。任何修补长度不得大于38mm（1.5英吋）。三、全效率测试法1.说明在某些场所如袋进袋出滤网系统(Bag-in-Bag-outFiltrationSystem),或是滤网位于风管中段(医院空调常用,)上游可施放微粒但下游无法扫描，就必须使用全效率测试法。全效率测试法是因为在下游无法扫描，仅能抽取一些空气样本做分析比较，若是下游微粒含量超过某定值则判定为泄漏，整片滤网要更换。这种测试方法的准确度并不高，因此泄漏的定义值一般要取低一些以增加准度，例如认定上游的0.005%或0.001%为泄漏。尽管如此，其准确度经常受到质疑，因此应尽量避免。以袋进袋出滤网系统而言，滤网安装后根本不能扫描，最好的方式是安装前先全面积扫描，确认无破损，安装时小心安装，安装后再做全效率测试，就可减少争议，至少可以厘清制造商的责任。2.测试仪器全效率测试法可应用在不同场所，只要和FDA有关，就必须使用气胶光度计，和半导体有关，就必须使用微粒计数气。前述袋进袋出滤网系统因为都是用在医院与生化实验室，因此都是用气胶光度计。测试方式全校律法的测试步骤基本上也是上游施放挑战粒子,下游抽气检验，以决定其总体性能表现。其测试步骤如下。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，并且经业主认定为合格。使用气胶产生器或微粒产生器在上游施放挑战微粒，使微粒浓度达到与维持在规定值。施放时须注意挑战微粒的均匀度。上游微粒浓度确认后，就可以在滤网下游抽气，检查浓度。抽气位置要尽量向后延伸，让泄漏出的微粒与干净空气完全混合。若是下游浓度超过设定值则判定为泄漏，需要更换滤网。验收基准由于全效率测试法并非全面积扫描，也没有边框的问题，因此只能规定有泄漏就得换新。四、外气测试法1.说明外气测试法基本上是测试空调相里面的高效滤网时使用，因为该滤网直接吸入外气，若是上游再施放粒子就有点浪费，因此就利用外气当成挑战微粒，在滤网表面直接搜寻泄漏。由于外气粒子含量不稳定，因此这种测试法较不可靠。测试仪器外气测试法大部份用在空调箱，使用仪器取决于主系统，只要和FDA有关，就必须使用气胶光度计，和半导体有关，就必须使用微粒计数气。测试方式外气测试法的测试步骤如下。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。使用气胶光度计或微粒计数器测试上游微粒浓度。上游微粒浓度确认后，就可以在滤网表面扫描，检查泄漏。扫描方式依不同仪器而异,请参考第一、一节。发现泄漏，则要需要修补或更换滤网。边框部份也要扫描。4.验收基准凡是连续性读值超过0.01%视为泄漏，每一片滤网测试及修换后均不得有泄漏，边框也不得有泄漏。每一片滤网的修补面积不得大于滤网面积的3%。任何修补长度不得大于38mm（1.5英吋）。2.4洁净度量测一、 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，其他测试对洁净度影响不大，或是属于其他环境测试。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，于检测前及交附报告时均须检附合格之校正文件。微粒计数器有不同规格，最常见的是流量lcfm，最小粒径可测到0.3mm或是0.1mm,单位多是立方英呎。至于应使用何种机台，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。Class1000或更高：0.5pmClass100： 0.2pmClass1至UClass10： 0.1pm若是业主要求的立境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，不影响新赖度上限的计算程序。三、测试步骤: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。确认测试位置与测试点数：测试高度：约1.00m处，或由业主指定。测试点数：单一流向型无尘室，取样点数计算公式如下。公制：(a) 或(b)其中N代表公制的无尘室等级，area是面积，单位是平方公尺，但是小数点要无条件进位。在上两式中取较小的值，就是无尘室洁净度测试的最小测量点数。英制：(a) 或(b)其中N代表公制的无尘室等级，area是面积，单位是平方英呎，但是小数点要无条件进位。在上两式中取较小的值，就是无尘室洁净度测试的最小测量点数。非单一流向型无尘室，取样点数计算公式为公制：其中N代表公制的无尘室等级，area是面积，单位是平方公尺。，小数点要无条件进位。这个值，就是无尘室洁净度测试的最小测量点数。英制:其中N代表英制的无尘室等级，area是面积，单位是平方英呎，小数点要无条件进位。这个值，就是无尘室洁净度测试的最小测量点数。注意：每个无尘室或无尘独立隔间的最少量测点数是2点，最少的样本总数是5个样本。⑶取样时间：每点的取样时间依照等级与粒径不同而异，可参考NEBB规范TABLE7-2之规定。若取样时间小于一分钟，则以一分钟为准。⑷测试位置应均匀分布在无尘室内，避免在会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。另外，测试位置需在业主指定（及/）或标定位置之9m2内。代表该点的最后数据，这个最后数据需小于业主规定值。⑸量测点数依前述NEBB规范之公式计算（与209E相同）。任一区域内至少要有二点以上之测试点且须平均分布（除非有设备影响），并且取样数需大于或等于5次。任一区域之测试总点数若少于10点，需作信赖度上限分析（计算UpperConfidentialLimit）。（6）需纪录所有数值，包括统计分析数据。四、验收标准：洁净度的验收基准有二，首先是每点的微粒量测平均值必须低于规定值。也就是如果某一点取样三次，这三个数据的平均值代表该点的最后数据，这个最后数据需小于业主规定值。任何量测点数少于10点的无尘室（可能是无尘室内的某一隔间），该隔间必须做信赖度上限分析。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业主规定值。一般而言，业主规定值都会比洁静度等级定义少一些。在As-built测试时，规定值常常定为等级定义的10%,At-rest测试时，规定值常常定为等级定义的15%。这样做的目的是确保在Operating状态，洁静度可以为持在等级定义以下。五、信赖度上限分析:任一无尘室或是独立的隔间，若是取样点数小于10(2到9),就必须做信赖度上限分析，分析结果需小于。信赖度上限分析有五个步骤，说明如下。计算将该房间内，每一取样点的平均值，也就是每个取样点的所有样本的平均值，代表该点的微粒量测值。公式如下 其中Ai代表取样点的平均值，CN是微粒量测值，N是每点的样本总数。计算在该房间内，所有取样点数据的平均值(Mean)，公式如下：其中AL代表取样点的平均值，M是房间内微粒总平均值，L是房间内总的取样点数。计算标准差(StandardDeviation)，公式如下：其中SD代表标准差，AL是取样点的平均值，M是房间内微粒总平均值，L是房间内总的取样点数。⑷ 计算标准误(StandardError)，公式如下：其中SE代表标准误，SD是标准差，L是房间内总的取样点数。(5) 计算信赖度上限(UpperConfidentialLimit)，公式如下：UCL=M+(UCLfactorxSE)其中UCL代表信赖度上限，M是房间内微粒总平均值，SE是标准误，UCLfactor要查表,表列如下。取样点总数23456789>995%UCLfactor