潔淨室

潔淨室系指對空氣潔淨度、溫度、濕度、壓力、噪聲等參數根據需要都進行控制的密閉性較好的空間。

基本介紹

• 中文名：潔淨室
• 外文名：Clean Room
• 亦稱：無塵車間、無塵室
• 主要功能：控制空氣污染
• 套用場合：精密機械工業、半導體工業等行業

簡介

潔淨室的發展與現代工業、尖端技術密切聯繫在一起。由於精密機械工業（如陀螺儀、微型軸承等加工）、半導體工業（如大規模積體電路生產）等對環境的要求，促進了潔淨室技術的發展。國內曾統計過，在無潔淨級別的要求的環境下生產MOS電路管芯的合格率僅10%~15%，64為儲存器僅2%。目前在精密機械、半導體、宇航、原子能等工業中套用潔淨室已相當普遍。

分類

按氣流的流動狀態分

根據氣流的流動狀態分，主要有以下三種氣流分布的潔淨室：

（1） 非單向流潔淨室：以前常稱為亂流型潔淨室，室內的氣流並不都按單一方向流動。非單向流潔淨室有幾個共同的特點：終端過濾器（高效或亞高效）儘量接近潔淨室，它可以就是送風口或直接連送風口，也可以接到房間的送風靜壓箱上；迴風口均設在潔淨室的下部，目的是避免出現“揚灰”現象。非單向流潔淨室中都有渦流存在，不適宜用於高潔淨度的潔淨室中，宜用於6~9級的潔淨室中。

（2） 單向流潔淨室：單向流潔淨室氣流的特徵是流線平行，以單一方向流動，並且在斷截面上風速一致，有垂直單向潔淨室，準垂直單向流，水平單向流潔淨室等。

（3） 矢量潔淨室：在房間的側上角送風，採用扇形高效過濾器，也可以用普通高效過濾器配扇形送風口，在另一側的下部設迴風口，房間的高長比一般在0.5~1之間為宜。這種潔淨室也可以達到5級（100級）潔淨度。

潔淨室的流型基本上是上述三種類型，但是實際套用時可演變出很多形式。潔淨室可以是單向流和非單向流組合在一起的混合流型，以在局部區域（單向流部分）實現高級別的潔淨室。例如，在潔淨室中設水平單向流的“隧道”（一側敞開），潔淨室的其餘部分是渦流的單向流流型，從而實現“隧道”部分達到5級以上潔淨度，工作檯就設在“隧道內”。

按受控粒子的性質劃分

（1）工業潔淨室：受控粒子為塵埃等非生物粒子的潔淨室。

（2）生物潔淨室：受控粒子為生物粒子的潔淨室。

實現潔淨度要求的通風措施

潔淨室要達到潔淨等級，必須有綜合措施，其中包括工藝布置、建築平面、建築構造、建築裝修、人員和物料淨化、空氣潔淨措施、維護管理等。其中空氣潔淨措施是實現潔淨等級的根本保證。就空氣潔淨而言，主要有以下幾項具體措施：

（1） 對潔淨室的送風必須是有很高潔淨度的空氣。因此，必須選用高效或亞高效過濾器（潔淨級別低時）作為終端過濾器，對進入潔淨室的空氣，進行最後一級過濾。為保護終端過濾器和延長其壽命，必須使空氣先經中效過濾器進行過濾。

（2） 根據潔淨室的等級，合理選擇潔淨室的氣流分布流型，在工作區應避免渦流區；儘量使送入房間的潔淨度高的空氣直接到達工作區；氣流的流動有利於潔淨室內的微粒從迴風口排走。

（3） 有足夠的風量，既為了稀釋空氣的含塵濃度，又保證有穩定的氣流流型。

（4）不同等級的潔淨室、潔淨室與非潔淨室或潔淨室與室外之間均應保持一定的正壓值。

潔淨室氣流組織考慮原則

（1） 當產品要求潔淨度為100級時，選用層流流型；當產品要求潔淨度為1000~100000級時，選用亂流流型。

（2） 減少渦流，避免把工作區以外的污染物帶入工作區。

（3） 為了防止灰塵的二次飛揚，氣流速度不能過大。亂流潔淨室的迴風口不應設在工作區的上部。宜在地板上或側牆下部均勻布置迴風口。

（4） 工作區的氣流應均勻，流速必須滿足工藝和衛生的要求；潔淨氣流應儘可能把工作部位圍罩起來，使污染物在擴散之前便流向迴風口。

（5） 工作設備布置時要留有一定的間隔，為送、迴風口的布置和氣流的通暢創造條件：氣流組織設計時要考慮高大設備對氣流組織的影響。

（6） 潔淨工作檯不宜布置在層流潔淨室內。當布置在亂流潔淨室時，宜將其置於工作區氣流的上風側，以提高室內的空氣潔淨度。

（7） 潔淨室內有通風櫃時，宜置於工作區氣流的下風側，以減少對室內的污染。

潔淨室的負荷特點和節能

一般情況下，淨化空調系統的能耗比一般空調系統的能耗大的多。其原因是兩者之間的負荷特點不同。就潔淨室，尤其是半導體工業潔淨室而言，其負荷特點是：由於排風量大造成新風量大，故新風處理所需冷量消耗大；送風量大，輸送動力消耗大，風機管道溫升高；生產設備的發熱量大，消耗冷量大。這三項負荷之和一般占總負荷的70%~95%。因此，淨化空調系統節能措施應從減少新風量（減少排風量）；控制送風量（合理確定換氣次數）；充分利用迴風量；選擇低阻力高效率的空調和淨化設備和可變風量的風機等入手。

潔淨室設計對生產工藝的要求

（1） 潔淨環境是為生產工藝服務的，潔淨室設計必須滿足生產工藝的環境要求，這是理所當然的。因此，在潔淨室設計時生產工藝對環境參數的要求應該實事求是，其面積、層高，溫度、濕度，潔淨度等應該該高則高，該低則低，並非越高越好。在不影響生產工藝正常運行的前提下儘可能地降低參數要求，控制淨化面積，縮小高淨化級別潔淨區的範圍，嚴格控制100級和更高級別單向流潔淨區的面積。

（2）在生產工藝平面區劃時儘可能把相同級別的潔淨房間布置在一起，把潔淨度要求高的工序設定在上風側，把產生粉灰、有毒、有害、易燃、易爆廢氣的工藝設備、容器儘可能放在潔淨區外，若必須放在潔淨區內時應儘量採取密閉措施以減少粉塵和廢氣的排放量。