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NEEB测试内容

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，在网络上用〝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。

1.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、以及其它的有关设备等，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。

4.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。

5.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〈如温湿度、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。

1.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、温湿度、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。

2.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。

3.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，并要求供货商与测试单位照办，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，无尘室也会对温湿度、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。

3.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。

4.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。

5.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。

6.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。

8.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。

9.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。

10.As-builtcleanroom（刚完工的无尘室）：

已经完成且可以操作，所有相关支持设施皆已完成的洁净室，但并没有设备及操作设备的人员。

11.At-restcleanroom（准备中的无尘室）：

已经完成且可以操作，所有相关支持设施皆已动作的无尘室，设备已加载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。

12.Operationalcleanroom（操作中的无尘室设施）：

一个已在正常运转的无尘室，所有相关支持设施皆已动作，设备及人员皆已加载，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货商时，有以下几个小技巧。

首先是等级定义的模式如下：

ClassX（atYμm）

其中X是无尘室的等级，例如100或10000等等，Y是粒径如0.2μm,0.5μm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：

Class1（0.1μm,0.2μm,0.5μm）

Class100（0.2μm,0.5μm）

Class100（0.1μm,0.2μm,0.5μm）

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（atYμm），At-rest

供货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（0.3μm<=10000），As-built

Class10000（0.5μm<=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

ClassName

ClassLimits

0.1μm

0.2μm

0.3μm

0.5μm

5μm

VolumeUnits

U.S.

（m3）

（ft3）

（m3）

（ft3）

（m3）

（ft3）

（m3）

（ft3）

（m3）

（ft3）

350

9.91

75.7

2.14

30.9

0.875

10.0

0.283

M1.5

1,240

35.0

265

7.50

106

3.00

35.3

1.00

3,500

99.1

757

21.4

309

8.75

100

2.83

M2.5

12,400

350

2,650

75.0

1,060

30.0

353

10.0

35,000

991

7,570

214

3,090

87.5

1,000

28.3

M3.5

100

26,500

750

10,600

300

3,530

100

75,700

2140

30,900

875

10,000

283

M4.5

1,000

35,300

1,000

247

7.00

100,000

2,830

618

17.5

M5.5

10,000

353,000

10,000

2,470

70.0

1,000,000

28,300

6,180

175

M6.5

100,000

3,530,000

100,000

24,700

700

10,000,000

283,000

61,800

1,750

ISO-14644的等级定义

ISOclassificationnumber（N）

Maximumconcentrationlimits（particles/m3ofair）forparticlesequaltoandlargerthantheconsideredsizesshownbelow（concentrationlimitsarecalculatedinaccordancewithequation

（1）.

0.1mm

0.2mm

0.3mm

0.5mm

1mm

5mm

ISOClass1

ISOClass2

100

ISOClass3

1000

237

102

ISOClass4

10000

2370

1020

352

ISOClass5

100000

23700

10200

3520

832

ISOClass6

1000000

237000

102000

35200

8320

293

ISOClass7

352000

83200

2930

ISOClass8

3520000

832000

29300

ISOClass9

35200000

8320000

293000

NOTEUncertaintiesrelatedtothemeasurementprocessrequiresthatconcentrationdatawithnomorethenthreesignificantfiguresbeusedindeterminingtheclassificationlevel.

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

1.209E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

2.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

3.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。

1.待测无尘室涵盖范围、等级、面积、滤网位置、与数量

2.测试的目的

3.测试程序

4.使用仪器

5.测试报告撰写方式与内容

6.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。

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

1,2,3

OPT

1,2,3

OPT

6.2

滤网泄漏

1,2

6.3

洁净度

1,2,3

6.4

压力

1,2

1,2,3

6.5

平行度

1,2

N/A

OPT（1,2only）

6.6

空间泄漏

1,2

6.7

恢复率

N/A

1,2

6.8

粒子沉降测试

1,2,3

6.9

照度

1,OPT（2,3）

6.10

噪音

1,2,3

6.11-6.13

温湿度

1,2,2

OPT

1,2,3

OPT

1,2,3

OPT

6.14

振动

OPT

IEST-RP-CC006.2Table1

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

测试适用于As-built状态

测试适用于At-rest状态

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：

A.风速量测

B.风量量测

C.前两项的均匀度分析

D.滤网泄漏测试

E.洁净度测试

F.压力量测

第二级〈Level II〉:

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。

A.气流平行度量测〈只适用层流型无尘室〉

B.空间泄漏测试〈几乎已被压差测试取代〉

C.恢复率测试〈依建议只适用乱流型无尘室〉

D.粒子沉降测试〈近年来已经很少做〉

第三级〈Level III〉:

第三级测试就与气流无关，都是属于环境因素。

A.照度与其均匀度

B.噪音测试

C.振动测试

D.温湿度测试

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。

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湿度的最主要因素，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到120fpm之间〈0.25m/s到0.6m/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。

（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。

以600㎜×1200㎜滤网为例，单点式风速计要量8点；多点式风速计要量2点。

（4）每量测点必须取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。

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。

4‧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。

1. 平均值：

将所有风速量测值取算数平均

VAM=（V1+V2+…+VN）/N

2. 标准差：

计算所有风速量测值的标准差

3. 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/VAM×100

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：

1. 相邻两点之风速值，差距不可大于20﹪

2. 量测之平均风速，应在设计规格之±5﹪以内

3. 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

1‧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。

2‧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

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