ISO 14644-3:2019《潔凈室及相關(guān)受控環(huán)境 第3部分:檢測(cè)方法》的探討
——綜述與隔離檢測(cè)

涂 有 涂光備

(1.天津仁愛學(xué)院,天津;2.天津大學(xué),天津)

0 引言

潔凈室及相關(guān)受控環(huán)境有別于其他空間環(huán)境的特質(zhì)是,它從建設(shè)過(guò)程到投付使用及整個(gè)運(yùn)行始終的任何環(huán)節(jié),都離不開對(duì)其互有牽連的各項(xiàng)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格的檢測(cè)與監(jiān)測(cè),以證實(shí)其處于符合設(shè)計(jì)規(guī)定的受控狀態(tài)。也就是說(shuō),科學(xué)的檢測(cè)方法既可高效地鑒別潔凈室及相關(guān)受控環(huán)境是否達(dá)標(biāo),又能查明問(wèn)題所在,所以是潔凈技術(shù)的基本組成。由此可見科學(xué)與規(guī)范的檢測(cè)方法對(duì)潔凈室及相關(guān)受控環(huán)境的重要性[1-2]。

緊隨潔凈室及相關(guān)受控環(huán)境系列標(biāo)準(zhǔn)ISO 14644-1:2015《潔凈室及相關(guān)受控環(huán)境 第1部分:按粒子濃度劃分空氣潔凈度等級(jí)》[3]、ISO 14644-2:2015《潔凈室及相關(guān)受控環(huán)境 第2部分:監(jiān)測(cè)以核查按粒子濃度確定空氣潔凈度的潔凈室性能》[4]2項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的頒發(fā),國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)的潔凈室及相關(guān)受控環(huán)境技術(shù)委員會(huì)(ISO/TC 209)于2019年8月頒發(fā)了與上述2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)配套的ISO 14644-3:2019《潔凈室及相關(guān)受控環(huán)境 第3部分:檢測(cè)方法》[5]。這是該項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)自2005年12月面世以來(lái)的首次修訂。世界多個(gè)工業(yè)國(guó)家追隨ISO的步伐,或采納新標(biāo)準(zhǔn),或已著手修訂本國(guó)的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn),我國(guó)有關(guān)單位也正在啟動(dòng)此項(xiàng)工作。

按新版本在前言(Foreword)中所述:“經(jīng)技術(shù)修改的ISO 14644-3第2版,撤消并取代了第1版(ISO 14644-3:2005[6])”。與第1版相比,主要變化如下:

1) 對(duì)第1版的B.6節(jié)“已安裝過(guò)濾器系統(tǒng)的檢漏測(cè)試”(Installed filter system leakage test)進(jìn)行了簡(jiǎn)化和更正,以解決對(duì)其復(fù)雜性和所發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的關(guān)切。

2) 將按空氣塵粒濃度進(jìn)行空氣潔凈度分級(jí)的相關(guān)指南移至ISO 14644-1:2015,對(duì)整個(gè)文件內(nèi)容進(jìn)行了修訂和澄清,以助于應(yīng)用。

較為細(xì)致地比對(duì)新版本與舊版本的差異,既有助于理解新版本編制者對(duì)舊版本進(jìn)行修訂的意圖和方法,又有益于使用新版本時(shí)準(zhǔn)確把握其精神,結(jié)合實(shí)際情況靈活應(yīng)用。這是本文希冀的目標(biāo),也期盼本文對(duì)國(guó)內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的修訂有所助益。

由于較全面替代舊版本B.6節(jié)“已安裝過(guò)濾器系統(tǒng)的檢漏測(cè)試”的新版本B.7節(jié),其內(nèi)容較多,擬另文專述,本文就ISO 14644-3新、舊版本的其他重要差異,以及新版本中較舊版本新增添的“隔離檢測(cè)”項(xiàng)目,作簡(jiǎn)要介紹。

1 ISO 14644-3新、舊版本的大致比較

新版本遵循舊版本的文本框架,正文依舊分為:前言、引言,以及適用范圍、引用規(guī)范、術(shù)語(yǔ)和定義、檢測(cè)規(guī)程和檢測(cè)報(bào)告等部分。新、舊版本的附錄也同樣都依次為:檢測(cè)項(xiàng)目的選擇、檢測(cè)方法、檢測(cè)儀器等幾部分。除某些內(nèi)容修改變更較大外,其他多為文字技術(shù)性修訂。

新、舊版本差別較大的有,除按空氣塵粒濃度進(jìn)行空氣潔凈度分級(jí)的相關(guān)內(nèi)容移至ISO 14644-1:2015,相應(yīng)新增添了按其他潔凈屬性分級(jí)的信息及增添隔離檢測(cè)的項(xiàng)目外,對(duì)已安裝過(guò)濾器系統(tǒng)的檢漏測(cè)試進(jìn)行了較大的修改。

1.1 新、舊版本引言中的差別

新版本引言(Introduction)中較舊版本增添和修訂了如下的表述:

“本文件設(shè)定了適當(dāng)?shù)姆椒ㄒ詼y(cè)量潔凈室、潔凈區(qū)或相關(guān)受控環(huán)境,包括隔離裝置和受控區(qū)域,以及所有相關(guān)構(gòu)造、空氣處理系統(tǒng)、服務(wù)與公用系統(tǒng)整體的性能。”

“本文檔中并沒有列出所有潔凈室參數(shù)測(cè)試的步驟、程序。按顆粒濃度進(jìn)行潔凈度分級(jí)及大顆粒的試驗(yàn)程序和裝置,已歸納到ISO 14644-1標(biāo)準(zhǔn)中。在ISO 14644-12[7]中則提供了監(jiān)測(cè)空氣納米級(jí)顆粒潔凈度的標(biāo)準(zhǔn)。”

“特定產(chǎn)品或工藝用潔凈室和潔凈區(qū)所關(guān)注的其他程序和設(shè)備的確定,在ISO/TC 209編寫的其他文件中另行討論(例如,活性物質(zhì)的控制和檢測(cè)程序(ISO 14698系列),潔凈室功能測(cè)試(ISO 14644-4),以及隔離裝置的測(cè)試(ISO 14644-7))。此外,也可以考慮其他的適用標(biāo)準(zhǔn)。”

“其他屬性潔凈度級(jí)別可以采用ISO 14644-8(根據(jù)化學(xué)物質(zhì)確定的空氣潔凈度水平)[8],ISO 14644-9(根據(jù)顆粒濃度確定的表面潔凈度)[9]和ISO 14644-10(根據(jù)化學(xué)物質(zhì)濃度確定的表面潔凈度水平)[10]。”

從以上表述可以看到,ISO 14644-3新版本為適應(yīng)潔凈技術(shù)的發(fā)展,對(duì)判定潔凈水平的多樣化要求,給出了相應(yīng)的安排與路徑。

1.2 ISO 14644-3新、舊版本適用范圍的修訂

新版本闡明:“本文件提供了支持潔凈室和潔凈區(qū)的運(yùn)行、滿足空氣潔凈度等級(jí)和其他潔凈度屬性及相關(guān)控制條件的測(cè)試方法。”并以附注的方式強(qiáng)調(diào):“本文件不涉及與使用相關(guān)的安全注意事項(xiàng)(例如,當(dāng)使用危險(xiǎn)材料、操作和設(shè)備時(shí))。本文件的使用者有責(zé)任在使用前建立適當(dāng)?shù)陌踩徒】荡胧?并確定法規(guī)限制的適用性。”

新版本與舊版本說(shuō)法一致的是:

“性能測(cè)試規(guī)定:在設(shè)有單向氣流或設(shè)有非單向氣流的2種類型的潔凈室和潔凈區(qū),在空態(tài)、靜態(tài)和動(dòng)態(tài)3種可能的占用狀態(tài)下進(jìn)行。”

“本標(biāo)準(zhǔn)為潔凈室性能測(cè)試方法,推薦了檢測(cè)設(shè)備、試驗(yàn)程序及相關(guān)參數(shù)。當(dāng)檢測(cè)方法受限于潔凈室或潔凈區(qū)的類型時(shí),建議采用其他方法。”

“經(jīng)客戶和供應(yīng)方議定,可使用本文件中未包括的替代方法。替代方法不一定提供等效的測(cè)量結(jié)果。”

“本文件不適用于潔凈室、潔凈區(qū)或隔離裝置中的產(chǎn)品或工藝的測(cè)量。”

隨著潔凈技術(shù)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè),在各種潔凈環(huán)境中存在千差萬(wàn)別的工藝過(guò)程及使用類別各異的原料、輔料等,因而對(duì)潔凈室環(huán)境的綜合要求也越來(lái)越多樣。ISO 14644-3:2019作為潔凈室及相關(guān)受控環(huán)境系列標(biāo)準(zhǔn)的組成之一,既要緊跟行業(yè)發(fā)展,不斷以新概念、新技術(shù)、新儀器充實(shí)標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)涵,同時(shí),作為國(guó)際性的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)全球潔凈技術(shù)的發(fā)展負(fù)有較大責(zé)任,所以又不宜過(guò)于草率,仍以成熟的經(jīng)驗(yàn)和方法為主體,并不斷補(bǔ)充新的檢測(cè)方法,替換或修訂原有的檢測(cè)方法,以穩(wěn)步前行。

1.3 新、舊版本術(shù)語(yǔ)與定義的差別

1) 鑒于“按顆粒濃度進(jìn)行潔凈度分級(jí)及大顆粒的試驗(yàn)程序和裝置,已歸納到ISO 14644-1:2015”,所以作為新版本的ISO 14644-3:2019不再包括舊版本中與上述檢測(cè)項(xiàng)目有關(guān)的術(shù)語(yǔ)。如舊版本中的3.2.4條“大粒子”,3.2.5條“M描述符”,3.6.2～3.6.7條“非等動(dòng)力采樣”“串級(jí)撞擊采樣器”“凝聚核計(jì)數(shù)器”“計(jì)數(shù)效率”“微分遷移率分析儀”和“擴(kuò)散元件”,以及3.6.9～3.6.16條“偽計(jì)數(shù)、背景噪聲計(jì)數(shù)、空白計(jì)數(shù)”“同軸采樣”“等動(dòng)力采樣”“粒徑限制器”“閾值粒徑”“飛行時(shí)間粒徑測(cè)量”和“虛擬撞擊器”等術(shù)語(yǔ)。

根據(jù)ISO 14644-3新版本引言中所述,ISO 14644-1:2015標(biāo)準(zhǔn)已將“超微粒子”轉(zhuǎn)移至ISO 14644-12:2018“按納米粒子濃度監(jiān)測(cè)空氣潔凈度的技術(shù)條件”(Specification for monitoring of air cleanliness by nanoscale particle concentration)。所以新版本刪除了舊版本中與之相關(guān)的3.2.11條“U描述符”和3.2.12條“超微粒子”2個(gè)術(shù)語(yǔ)。

此外,新版本還刪去了舊版本中既缺乏實(shí)際意義、工程技術(shù)上又不常使用的3.4.2條“平均風(fēng)量”(average air flow rate)和3.3.10條“標(biāo)準(zhǔn)滲漏透過(guò)率”(standard leak penetration)。

新版本的術(shù)語(yǔ)部分也增添了2個(gè)舊版本所沒有的、涉及測(cè)試儀器技術(shù)性能的常用術(shù)語(yǔ),即新版本3.1.5條“分辨率”(resolution)和3.1.6條“靈敏度”。另外,還在其測(cè)量器具部分增添了3.6.1條“氣溶膠發(fā)生器”的術(shù)語(yǔ)和解釋,它是掃描檢漏和氣密性檢測(cè)、隔離檢測(cè)等必備的裝置。

2) 值得注意的是:新版本關(guān)于塵粒計(jì)數(shù)器的3.6.4條,參照ISO 14644-1:2015的3.5.1條術(shù)語(yǔ)“光散射空氣懸浮粒子計(jì)數(shù)器”(light scattering airborne particle counter,LSAPC),替換了舊版本中的3.6.8條“離散粒子計(jì)數(shù)器”(discrete-particle counter,DPC)。在定義中也明確為:光散射空氣懸浮粒子計(jì)數(shù)器是“能測(cè)量空氣中懸浮的單個(gè)粒子的尺寸,報(bào)告其光學(xué)當(dāng)量直徑并計(jì)數(shù)的儀器”。同時(shí)在其注解中表明此條源于ISO 21501-4。另外還注明了曾在ISO 14644-1:2015術(shù)語(yǔ)3.5.1條中并列給出的“光散射空氣懸浮離散粒子計(jì)數(shù)器”(light scattering discrete airborne particle counter)的名稱已被刪除。

此變更強(qiáng)調(diào)的是,本文件所指塵粒計(jì)數(shù)器是光散射型的,是以比較被測(cè)粒子與標(biāo)準(zhǔn)粒子的散射光強(qiáng)弱來(lái)確定被測(cè)顆粒物的當(dāng)量直徑的[1],而非依據(jù)以其他原理制作的儀器來(lái)確定被測(cè)顆粒物的粒徑與數(shù)量。新版本用LSAPC替換舊版本的DPC,不僅措詞更科學(xué)精準(zhǔn),也反映了ISO 14644-3:2019已重視與ISO 14644-1:2015用詞的統(tǒng)一。以往陸續(xù)頒發(fā)的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)中,常發(fā)生前后文件對(duì)同一事物的稱呼不同、措詞有別的情況。看來(lái)ISO/TC 209已關(guān)注此問(wèn)題,力求今后頒發(fā)的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)在這方面的一致性。

3) 新、舊版本關(guān)于“潔凈室”和“潔凈區(qū)”2個(gè)術(shù)語(yǔ)的定義雖然一致,但新版本遵從ISO 14644-1:2015的思路,在定義正文之后,增添了與其相同的多個(gè)注釋,并分別注明引自ISO 14644-1:2015的3.1.1條和3.1.2條。其他多條術(shù)語(yǔ),凡與ISO 14644-1:2015一致的,均注明了引述于該標(biāo)準(zhǔn)條款的序號(hào)。這表明ISO 14644-3:2019與ISO 14644系列各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)用語(yǔ)力求一致。這也是與舊版本有別之處。

1.4 新、舊版本在檢測(cè)規(guī)程方面的異同

新、舊版本有關(guān)檢測(cè)規(guī)程的條款框架相同,都分為兩部分。第一部分為“潔凈室檢測(cè)”,第二部分為“原理”,分別解說(shuō)各個(gè)檢測(cè)項(xiàng)目的意圖和方法。

1) 舊版本在“潔凈室檢測(cè)”中,分為必測(cè)項(xiàng)目(required test)和可選檢測(cè)項(xiàng)目(optional test)。其必測(cè)項(xiàng)目為“用于潔凈室和空氣凈化裝置的潔凈度分級(jí)及監(jiān)測(cè)的空氣懸浮粒子數(shù)量”。遵循的原理為舊版本的4.2.1條“空氣懸浮粒子計(jì)數(shù)”等。

如前所述,“按顆粒濃度進(jìn)行潔凈度分級(jí)”相關(guān)內(nèi)容已移至ISO 14644-1:2015,所以ISO 14644-3:2019對(duì)此條的解釋如下:“潔凈室/區(qū)按粒子濃度分級(jí)時(shí),應(yīng)按ISO 14644-1要求執(zhí)行,必要時(shí)可選擇其他潔凈度屬性”。如表1所示。并注明,表1這些標(biāo)準(zhǔn)均包括基于特定屬性的指標(biāo)的檢測(cè)方法、檢測(cè)數(shù)據(jù)評(píng)估指南及檢測(cè)儀器的標(biāo)準(zhǔn)等。

表1 潔凈室/區(qū)的潔凈度屬性測(cè)試

2) 舊版本中可選檢測(cè)項(xiàng)目對(duì)應(yīng)的內(nèi)容在新版本中的名稱改為“輔助(配套)檢測(cè)”(supporting tests),但相關(guān)說(shuō)明一致,均指出這些項(xiàng)目適用于3種占用狀態(tài),以及所列檢測(cè)項(xiàng)目并不全面,對(duì)于具體工程也未必需要所列各個(gè)項(xiàng)目全都檢測(cè)。至于檢測(cè)哪些項(xiàng)目、采用什么方法和儀器可由供需雙方議定。其中某些檢測(cè)內(nèi)容可列為日常檢測(cè)項(xiàng)目。

新版本與舊版本檢測(cè)項(xiàng)目對(duì)比見表2。二者有如下差異:舊版本可選檢測(cè)項(xiàng)目共12項(xiàng),其中“空氣懸浮超微粒子計(jì)數(shù)”和“空氣懸浮大粒子計(jì)數(shù)”2項(xiàng)未列入表2。新版本中無(wú)上述2項(xiàng),但增加了1項(xiàng)“隔離測(cè)試”(segregation test),所以表2列出的新版本的輔助檢測(cè)項(xiàng)目共計(jì)11項(xiàng)。

表2 新版本輔助檢測(cè)項(xiàng)目與舊版本可選檢測(cè)項(xiàng)目對(duì)比

新版本與舊版本各在其4.2節(jié)“原理”(Principle)中,逐一對(duì)各檢測(cè)項(xiàng)目予以簡(jiǎn)介。雖然2個(gè)版本中各檢測(cè)項(xiàng)目的先后順序不同,但對(duì)相同檢測(cè)項(xiàng)目的意圖和方法的解釋基本一致。

筆者認(rèn)為,新版本將舊版本中的可選檢測(cè)項(xiàng)目修訂為輔助(配套)檢測(cè)項(xiàng)目,措詞較為科學(xué)與嚴(yán)謹(jǐn)。潔凈技術(shù)不能簡(jiǎn)單地理解為:采用光潔的圍護(hù)結(jié)構(gòu),空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)加大風(fēng)量并增設(shè)多級(jí)過(guò)濾器[11-13],再輔以有別于常規(guī)空調(diào)的送、回風(fēng)方式就構(gòu)成了潔凈室。實(shí)際上科學(xué)有效的潔凈技術(shù)工程應(yīng)用要復(fù)雜得多。它不僅要求依據(jù)以科學(xué)方法判定的各種環(huán)境影響因素及其變化規(guī)律來(lái)設(shè)計(jì)、建設(shè)空調(diào)凈化通風(fēng)系統(tǒng),建成后要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的檢測(cè)與調(diào)試確認(rèn)其設(shè)計(jì)符合要求,而且在潔凈室全壽命周期運(yùn)行過(guò)程中,還必需隨時(shí)監(jiān)測(cè)室內(nèi)空氣環(huán)境的各項(xiàng)指標(biāo),確認(rèn)系統(tǒng)能應(yīng)對(duì)內(nèi)、外各種因素的瞬間變化,控制室內(nèi)空氣環(huán)境中多個(gè)相互關(guān)聯(lián)、互為因果的環(huán)境參數(shù)穩(wěn)定在潔凈室允許的波動(dòng)范圍內(nèi),以確保生產(chǎn)工藝安全、產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)標(biāo)。所以并非除了標(biāo)志潔凈室潔凈屬性等級(jí)的檢測(cè)項(xiàng)目外,其他所列檢測(cè)項(xiàng)目均屬于“可選”之列。事實(shí)上,潔凈室等受控環(huán)境空調(diào)通風(fēng)的完整功能,與表2中所列的多項(xiàng)檢測(cè)項(xiàng)目密切關(guān)聯(lián),將這些檢測(cè)項(xiàng)目定性為輔助或支持項(xiàng)目,較為貼切。至于其中某些檢測(cè)項(xiàng)目因潔凈室工藝不同可能屬于可選范圍,但不是主流。由此也可見ISO/TC 209對(duì)ISO 14644-3:2019下了功夫,對(duì)其措詞斟酌細(xì)致,力求嚴(yán)謹(jǐn)。

2 隔離檢測(cè)

隨著“隔離氣流”在制藥、微電子等多種潔凈室內(nèi)廣泛應(yīng)用,在一些不便采取剛性隔離措施與較低潔凈級(jí)別的周邊分隔時(shí),往往選用氣幕模式,既可實(shí)現(xiàn)不同潔凈級(jí)別區(qū)域的分隔,便于縮小高級(jí)別工藝核心區(qū)面積,以減少初投資和運(yùn)行能耗,又可達(dá)到方便工藝操作和物料、人員進(jìn)出的目的[14]。為適應(yīng)潔凈室工程的需要,ISO 14644-3:2019在輔助檢測(cè)中增添了隔離檢測(cè)項(xiàng)目。

2.1 隔離檢測(cè)與氣密性檢測(cè)

需要注意的是,隔離檢測(cè)與氣密性檢測(cè)是不同的概念。新版本和舊版本在“術(shù)語(yǔ)與定義”的3.1.4 條給出的“隔離裝置”的統(tǒng)一概念是:“利用構(gòu)造和動(dòng)力學(xué)方法在確定容積內(nèi)外之間形成可靠隔離水平的設(shè)備”。依此定義可知,結(jié)構(gòu)和氣流所造就的空間內(nèi)外環(huán)境的差異,都屬于隔離措施的應(yīng)用。

在與ISO 14644-3:2005等同的GB/T 25915.3—2010《潔凈室及相關(guān)受控環(huán)境 第3部分:檢測(cè)方法》的表2“設(shè)施可選檢測(cè)項(xiàng)目”中,其最后一項(xiàng)被命名為“隔離檢漏”可能有所不妥,容易被混淆[15]。與之對(duì)應(yīng)的ISO 14644-3:2005中的原文為:“Containment leak test”(見ISO 14644-1:2005中的表2和4.2.10條),譯為“密封檢漏”或直譯為“污染泄漏檢測(cè)”似乎較好。此項(xiàng)與新版本“輔助測(cè)試”中的第8項(xiàng)完全一致(見ISO 14644-3:2019中的表2和4.2.8條)。而ISO 14644-3:2019的輔助測(cè)試中的最后一項(xiàng)“隔離檢測(cè)”(Segregation test)則是在ISO 14644-3:2019中首次明確規(guī)定的。

在ISO 14644-3:2019的第4章“檢測(cè)程序”中,對(duì)4.2.11條“隔離測(cè)試”有如下解釋:“此項(xiàng)測(cè)試是在級(jí)別較低區(qū)域產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)顆粒物,同時(shí)測(cè)定在另一側(cè)被隔離的保護(hù)區(qū)的顆粒濃度,其目的是評(píng)估特定氣流所達(dá)到的隔離效果。”

ISO 14644-3:2019中4.2.8條對(duì)“密封泄漏測(cè)試”(Containment leak test)的解釋是:“此項(xiàng)測(cè)試的目的是確定是否有未經(jīng)過(guò)濾的外部空氣通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的接縫、加壓天花板、門縫侵入潔凈室或潔凈區(qū)”。與GB 51110—2015《潔凈廠房施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》所列檢測(cè)項(xiàng)目的第20項(xiàng)“密閉性測(cè)試”和GB 50591—2010《潔凈室施工及驗(yàn)收規(guī)范》所列檢測(cè)項(xiàng)目的第24項(xiàng)“圍護(hù)結(jié)構(gòu)嚴(yán)密性”,以及ISO 14644-3:2005和與其等同的GB/T 25915.3—2010中“隔離檢漏”的解釋一致。所以GB/T 25915.3—2010中的“隔離檢漏”宜修改為“密封檢漏”,以便與新版本中的“隔離檢測(cè)”相區(qū)分。

隔離檢測(cè)顯然對(duì)于潔凈氣流罩、潔凈氣幕等設(shè)備是必要的,不能與潔凈室或潔凈區(qū)的密閉性測(cè)試混為一談。

至于隔離器的氣密性,主要是依據(jù)小時(shí)泄漏率(Rh)來(lái)判斷[16],詳見ISO 14644-7:2004及與其等同的GB/T 25915.7—2010《潔凈室及相關(guān)受控環(huán)境 第7部分:隔離裝置(潔凈風(fēng)罩、手套箱、隔離器、微環(huán)境)》。

2.2 隔離檢測(cè)的具體操作

隔離氣流在國(guó)內(nèi)多個(gè)潔凈室和潔凈裝置中有所應(yīng)用,但未曾見到國(guó)內(nèi)對(duì)此類裝置正式的檢測(cè)報(bào)告或較詳細(xì)的研究報(bào)告,ISO 14644-3:2019有關(guān)隔離檢測(cè)的各項(xiàng)規(guī)定,恰為今后填補(bǔ)這方面的缺失給予了規(guī)范性的指導(dǎo)。當(dāng)然僅有此指南并不充分,尚有待在實(shí)踐中不斷摸索和細(xì)化并總結(jié)經(jīng)驗(yàn),給出更具體的操作細(xì)則,才能完整地達(dá)到此項(xiàng)測(cè)試的目標(biāo)。

ISO 14644-3:2019中,除在4.2.11條明確了隔離檢測(cè)的任務(wù)外,其他涉及該項(xiàng)目的還有附錄B“輔助測(cè)試方法”中的B.11節(jié)“隔離檢測(cè)”。

2.2.1概述(B.11.1條)

本測(cè)試所介紹的是評(píng)估特定隔離氣流保護(hù)效果的方法和儀器。該項(xiàng)測(cè)試的方法是,在較低級(jí)別區(qū)域生成氣溶膠,可在門口也可在較高級(jí)別區(qū)域,或有別于周圍特定目的區(qū)域的邊緣進(jìn)行測(cè)試,并計(jì)算穿過(guò)邊緣進(jìn)入保護(hù)區(qū)域的粒子濃度。

本項(xiàng)測(cè)試可在評(píng)估區(qū)域周邊的各個(gè)選擇位置進(jìn)行。

本項(xiàng)試驗(yàn)之前,應(yīng)對(duì)周圍環(huán)境和被保護(hù)區(qū)域進(jìn)行空氣粒子等級(jí)測(cè)試,以確定基準(zhǔn)粒子濃度水平。所生成的試驗(yàn)氣溶膠應(yīng)達(dá)到足以評(píng)估保護(hù)系數(shù)的水準(zhǔn)。并以注釋形式給出:宜測(cè)試氣流方向或可視化,用以識(shí)別被保護(hù)區(qū)域的邊緣。

2.2.2測(cè)試方法(B.11.2條)

1) 參考濃度的生成(B.11.2.1條)。

為測(cè)試周圍的保護(hù)性氣流,應(yīng)生成足夠數(shù)量的粒子。在附錄C的C.5.3條推薦了測(cè)試用氣溶膠粒子。除客戶與供應(yīng)商另有協(xié)定外,粒子平均粒徑應(yīng)為0.5 μm或更大。為求可靠,還應(yīng)考慮以下方面:

① 確認(rèn)所有潔凈室系統(tǒng)按規(guī)定的使用狀態(tài)運(yùn)行;

② 應(yīng)依據(jù)保護(hù)區(qū)內(nèi)期望的粒子濃度來(lái)計(jì)算可驗(yàn)證保護(hù)效果的試驗(yàn)粒子濃度,以此確定試驗(yàn)濃度,該期望濃度至少應(yīng)為待驗(yàn)證點(diǎn)的基準(zhǔn)粒子濃度的10倍。

2) 設(shè)備幾何形狀(B.11.2.2條)。

應(yīng)確定所測(cè)試設(shè)備的幾何形狀。保護(hù)區(qū)內(nèi)的探頭距離空氣幕不應(yīng)大于0.1 m。在較低級(jí)別區(qū)域,濃度探頭距離待測(cè)空氣幕不應(yīng)大于1.0 m(在氣溶膠發(fā)生器和氣幕之間)。氣溶膠發(fā)生器應(yīng)放置在距離濃度探頭約1.0～1.5 m處。并注明:用于驗(yàn)證保護(hù)效果的測(cè)點(diǎn)數(shù)目取決于保護(hù)區(qū)域的邊緣和形狀。

3) 測(cè)量方法(B.11.2.3條)。

① 取樣時(shí)間應(yīng)根據(jù)ISO 14644-1:2015的A.4.4條確定。

② 在氣幕的低級(jí)別區(qū)域一側(cè)生成粒子,應(yīng)確保離開生成裝置的粒子的測(cè)試動(dòng)量不至于突破氣幕。

③ 記錄低級(jí)別區(qū)域內(nèi)每個(gè)探頭處的粒子濃度,至少記錄3次、每次1 min的測(cè)量結(jié)果。當(dāng)測(cè)量高濃度時(shí),采樣可能需要稀釋裝置。

④ 記錄高級(jí)別區(qū)域內(nèi)每個(gè)探頭處的粒子濃度,至少記錄3次、每次1 min的測(cè)量結(jié)果。

4) 保護(hù)系數(shù)的計(jì)算(B.11.2.4條)。

保護(hù)系數(shù)采用下式計(jì)算:

(1)

式中Ix為保護(hù)系數(shù);Cx為x測(cè)點(diǎn)處≥0.5 μm粒子的平均顆粒濃度,個(gè)/m3;Cref為最靠近的參考粒子計(jì)數(shù)器≥0.5 μm粒子的濃度,個(gè)/m3(指導(dǎo)值:>5×106個(gè)/m3)。

2.2.3測(cè)試報(bào)告(B.11.3條)

根據(jù)客戶與供應(yīng)商之間的協(xié)定,記錄以下信息和數(shù)據(jù):所用各種測(cè)量?jī)x器的設(shè)計(jì)型式及其校正狀態(tài)、數(shù)據(jù)采集技術(shù)、測(cè)點(diǎn)位置、占用狀態(tài)、測(cè)量結(jié)果。

當(dāng)然僅有ISO的上述原則性指南,對(duì)于特定隔離氣流保護(hù)效果的測(cè)試工作來(lái)說(shuō)并不充分,尚有待在實(shí)踐中不斷模索和細(xì)化并總結(jié)經(jīng)驗(yàn),期盼國(guó)內(nèi)在修訂《潔凈室及相關(guān)受控環(huán)境 第3部分:測(cè)試方法》時(shí)給出更具體的操作細(xì)則,以助于完整地達(dá)到此項(xiàng)測(cè)試的目標(biāo)。

3 結(jié)束語(yǔ)

近3年來(lái),在華注冊(cè)營(yíng)業(yè)的某些持有美國(guó)NEBB(國(guó)家環(huán)境平衡局)執(zhí)照的潔凈室檢測(cè)單位,已承接國(guó)內(nèi)多項(xiàng)微電子及相關(guān)產(chǎn)業(yè)潔凈廠房的檢測(cè)工作,并執(zhí)行ISO 14644-3:2019標(biāo)淮。我國(guó)潔凈室及相關(guān)受控環(huán)境檢測(cè)方法的標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)加快修訂步伐,盡早出臺(tái),以避免這種被動(dòng)狀態(tài)。

中國(guó)的現(xiàn)代化進(jìn)程正處于前所未有的困難和復(fù)雜多變的環(huán)境中,唯有自強(qiáng)自立,同時(shí)緊隨世界科技潮流,把國(guó)內(nèi)各項(xiàng)科技工作做細(xì)做實(shí),以助力國(guó)家逐步突圍并奔向更高的發(fā)展階段。編制和修訂好各種科技標(biāo)準(zhǔn),使其既符合國(guó)情、便于應(yīng)用,又可與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)相協(xié)調(diào),這是眼前潔凈室及相關(guān)受控環(huán)境科技工作者應(yīng)盡之責(zé)。