潔凈室基礎(chǔ)知識

1、簡介

潔凈室的發(fā)展與現(xiàn)代工業(yè)、尖端技術(shù)密切聯(lián)系在一起。由于精密機械工業(yè)（如陀螺儀、微型軸承等加工）、半導(dǎo)體工業(yè)（如大規(guī)模集成電路生產(chǎn)）等對環(huán)境的要求，促進了潔凈室技術(shù)的發(fā)展。國內(nèi)曾統(tǒng)計過，在無潔凈級別的要求的環(huán)境下生產(chǎn)MOS電路管芯的合格率僅10%~15%，64位儲存器僅2%。目前在精密機械、半導(dǎo)體、宇航、原子能等工業(yè)中應(yīng)用潔凈室已相當普遍。 [1] 

2、分類

2.1按氣流的流動狀態(tài)分

根據(jù)氣流的流動狀態(tài)分，主要有以下三種氣流分布的潔凈室 [1]  ：

（1） 非單向流潔凈室：以前常稱為亂流型潔凈室，室內(nèi)的氣流并不都按單一方向流動。非單向流潔凈室有幾個共同的特點：終端過濾器（高效或亞高效）盡量接近潔凈室，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；回風口均設(shè)在潔凈室的下部，目的是避免出現(xiàn)“揚灰”現(xiàn)象。非單向流潔凈室中都有渦流存在，不適宜用于高潔凈度的潔凈室中，宜用于6~9級的潔凈室中。

（2） 單向流潔凈室：單向流潔凈室氣流的特征是流線平行，以單一方向流動，并且在斷截面上風速一致，有垂直單向潔凈室，準垂直單向流，水平單向流潔凈室等。

（3） 矢量潔凈室：在房間的側(cè)上角送風，采用扇形高效過濾器，也可以用普通高效過濾器配扇形送風口，在另一側(cè)的下部設(shè)回風口，房間的高長比一般在0.5~1之間為宜。這種潔凈室也可以達到5級（100級）潔凈度。

潔凈室的流型基本上是上述三種類型，但是實際應(yīng)用時可演變出很多形式。潔凈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(qū)域（單向流部分）實現(xiàn)高級別的潔凈室。例如，在潔凈室中設(shè)水平單向流的“隧道”（一側(cè)敞開），潔凈室的其余部分是渦流的單向流流型，從而實現(xiàn)“隧道”部分達到5級以上潔凈度，工作臺就設(shè)在“隧道內(nèi)”。

2.2按受控粒子的性質(zhì)劃分

（1）工業(yè)潔凈室：受控粒子為塵埃等非生物粒子的潔凈室。

（2）生物潔凈室：受控粒子為生物粒子的潔凈室。

3、實現(xiàn)潔凈度要求的通風措施

潔凈室要達到潔凈等級，必須有綜合措施，其中包括工藝布置、建筑平面、建筑構(gòu)造、建筑裝修、人員和物料凈化、空氣潔凈措施、維護管理等。其中空氣潔凈措施是實現(xiàn)潔凈等級的根本保證。就空氣潔凈而言，主要有以下幾項具體措施 [1]  ：

（1） 對潔凈室的送風必須是有很高潔凈度的空氣。因此，必須選用高效或亞高效過濾器（潔凈級別低時）作為終端過濾器，對進入潔凈室的空氣，進行最后一級過濾。為保護終端過濾器和延長其壽命，必須使空氣先經(jīng)中效過濾器進行過濾。

（2） 根據(jù)潔凈室的等級，合理選擇潔凈室的氣流分布流型，在工作區(qū)應(yīng)避免渦流區(qū)；盡量使送入房間的潔凈度高的空氣直接到達工作區(qū)；氣流的流動有利于潔凈室內(nèi)的微粒從回風口排走。

（3） 有足夠的風量，既為了稀釋空氣的含塵濃度，又保證有穩(wěn)定的氣流流型。

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

4、潔凈室氣流組織考慮原則

（1） 當產(chǎn)品要求潔凈度為100級時，選用層流流型；當產(chǎn)品要求潔凈度為1000~100000級時，選用亂流流型。

（2） 減少渦流，避免把工作區(qū)以外的污染物帶入工作區(qū)。

（3） 為了防止灰塵的二次飛揚，氣流速度不能過大。亂流潔凈室的回風口不應(yīng)設(shè)在工作區(qū)的上部。宜在地板上或側(cè)墻下部均勻布置回風口。

（4） 工作區(qū)的氣流應(yīng)均勻，流速必須滿足工藝和衛(wèi)生的要求；潔凈氣流應(yīng)盡可能把工作部位圍罩起來，使污染物在擴散之前便流向回風口。

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

（6） 潔凈工作臺不宜布置在層流潔凈室內(nèi)。當布置在亂流潔凈室時，宜將其置于工作區(qū)氣流的上風側(cè)，以提高室內(nèi)的空氣潔凈度。

（7） 潔凈室內(nèi)有通風柜時，宜置于工作區(qū)氣流的下風側(cè)，以減少對室內(nèi)的污染。 [2] 

5、潔凈室的負荷特點和節(jié)能

一般情況下，凈化空調(diào)系統(tǒng)的能耗比一般空調(diào)系統(tǒng)的能耗大的多。其原因是兩者之間的負荷特點不同。就潔凈室，尤其是半導(dǎo)體工業(yè)潔凈室而言，其負荷特點是：由于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(chǎn)設(shè)備的發(fā)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，凈化空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能措施應(yīng)從減少新風量（減少排風量）；控制送風量（合理確定換氣次數(shù)）；充分利用回風量；選擇低阻力高效率的空調(diào)和凈化設(shè)備和可變風量的風機等入手。 [3] 

6、潔凈室設(shè)計對生產(chǎn)工藝的要求

（1） 潔凈環(huán)境是為生產(chǎn)工藝服務(wù)的，潔凈室設(shè)計必須滿足生產(chǎn)工藝的環(huán)境要求，這是理所當然的。因此，在潔凈室設(shè)計時生產(chǎn)工藝對環(huán)境參數(shù)的要求應(yīng)該實事求是，其面積、層高，溫度、濕度，潔凈度等應(yīng)該該高則高，該低則低，并非越高越好。在不影響生產(chǎn)工藝正常運行的前提下盡可能地降低參數(shù)要求，控制凈化面積，縮小高凈化級別潔凈區(qū)的范圍，嚴格控制100級和更高級別單向流潔凈區(qū)的面積。 [3] 

（2）在生產(chǎn)工藝平面區(qū)劃時盡可能把相同級別的潔凈房間布置在一起，把潔凈度要求高的工序設(shè)置在上風側(cè)，把產(chǎn)生粉灰、有毒、有害、易燃、易爆廢氣的工藝設(shè)備、容器盡可能放在潔凈區(qū)外，若必須放在潔凈區(qū)內(nèi)時應(yīng)盡量采取密閉措施以減少粉塵和廢氣的排放量。