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无尘净化车间

无尘净化车间

Case of dust-free purification workshop

有机光电子器件超净实验室洁净室工程

有机光电子器件超净实验室洁净室工程

有机光电子学是集光、电、化学、材料、热等学科的交叉学科,有机光电子器件实验室洁净室——涉及建筑、空调、净化、特气等工艺条件的多功能载体——是研制相关器件的重要平台。

实验室洁净室布局设计

有机光电子器件一般经过样品处理、薄膜生长、性能测试和机理分析等实验过程,对温湿度、 洁净度、用电量、场地空间、载重、排废等条件有严格要求。在梳理工艺流程、结合现场条件的基础上,实验室洁净室的布局设计经过反复论证和细节深化得以形成,主要分为薄膜间、分析间和工艺保障间等。

1 薄膜间

薄膜问提供样品处理、薄膜生长等工艺实验的设备运行。包括惰性气体系统、高真空镀膜仪、超纯水系统、氧等离子清洗机、纳米压印机、百级超净台、通风柜等专用仪器。评价指标为 千级洁净、黄光照明、湿度< 60%rh 、净高> 2.5m、局部承重1000kg/㎡、三相电200kw 、独立接地排<2ω、特气管道、废气废液出口、参观视窗等。

2 分析间

分析间提供性能测试、机理分析等数据处理的设备运行,包括拉曼光谱仪、原子力显微镜、瞬态荧光光谱仪、色度计、低温超导光磁系统、太阳光模拟器、led 效率测试系统等专用仪器。评价指标为万级超净、23+ 2℃ 恒温、45±5%rh 恒湿、净高> 3m、防震动 、三相电 150kw、独立接地排< 2ω、暗室、特气管道等。

3 工艺保障间

工艺保障间提供净化系统、供气排废等环境保障的设备运行。包括空调机房的恒温恒湿机组、直膨式新风机组,气瓶间的高纯氮、氧气。工作隔间的真空泵、冷水机、空压机,值班室的监控显示、交换机柜等。空调机房和气瓶问集中设于天井内,工作隔间分别配备在薄膜间、分析间的相邻位置。评价指标为排风系统、防爆墙、降噪、排水地漏、检修通道、智能化等,用电量和场地约占实验室洁净室的30%。


实验室洁净室建设要点

实验室洁净室施工的原则是可靠性、实用性和规范性,即其建设标准和工艺参数不仅要满足使用需求,还须严格执行建筑工程施工质量验收和实验室洁净室施工质量验收的双重标准。 以有机光电子器件实验室洁净室的建设过程为例。施工中一定要逐项验收进场材料,注意检查涉及安全性、功能性产品的质保书,及时跟踪隐蔽工程完成情况,才能有效保障实验室洁净室建设质量。

1 净化系统

空气净化技术的实施方案主要涉及空调机组安装和送回风管施工。重点关注管道施工和风量调试标准。例如,送风管道的保温效果直接影响空气调节的效率,外风机铜管的切割和焊接 工艺直接影响制冷剂的循环;此外,换气次数和送风量的调节直接影响洁净等级,其标准可参考表1。

2 承重面改造

实验室洁净室除水管采用下埋方式,大部分功能管线通过吊顶连通到各个工艺需求点位。该改造项 目所在房屋的顶面为夹心木板,无法承重多个专业的工艺管道,由净化施工单位制定顶面加 固方案,通过吊装槽钢、铺设钢板实现实验室洁净室顶面安全。

薄膜间运行有若干质量较大的高真空镀膜仪等工艺设备,布局设计中将有承重需求的仪器集 中放置。该改造项目所在楼层的地面找平后露出楼板,无法保证局部承重1000kg/㎡,由建筑设计公司制定楼板加固方案,通过架设钢梁、覆盖钢板实现实验室洁净室地面安全。

3 集中供气系统

薄膜间与分析间需要供应特殊高压气体。如高纯氮气、氧气、氮氢混合气,由气瓶间搭建相 应管道供应到各个工艺需求点位。气路管径按照流量、压力和距离确定,气路阀门按照供气方式、气体种类、管道压力确定功能部件,整体遵循安全、美观、便于维护等原则。

有机光电子器件实验室洁净室的高纯氮气对流量、压力和总供气量有要求。使用半自动切换汇流排和余量报警装置双重保障;氧气、氮氢混合气加设气体回火防止器,气瓶间使用防爆墙隔离,安全双重保障。此外,气路施工采用自动焊接机器确保管路无残留、零泄漏,汇流排加设吹扫装置确保更换钢瓶时进入高压软管的少量空气被排出。

4 水电安全

有机光电子器件实验室洁净室电力需求大,对零线和接地质量有要求,宜设专用变压器。为提高电力容量和供电质量,首先对实验室洁净室所在教学楼加设变压器、进行电力增容:然后在实验室洁净室安 装独立接地排、可靠连接至建筑物接地极;最后在隐蔽电气工程施工中逐一检查零线和地线的正确布线 。

有机光电子器件实验室洁净室涉及水的项目有上水引流、实验台和工艺保障间排水、备用地漏、冷却水循环和超纯水供应,建设中主要考虑排水管防腐性能、冷却水管保温性和渗漏率。上水 由超纯水通过相应仪器处理。


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