潔凈室基礎(chǔ)知識(shí)

1、簡(jiǎn)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(jī)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(duì)環(huán)境的要求，促進(jìn)了潔凈室技術(shù)的發(fā)展。國(guó)內(nèi)曾統(tǒng)計(jì)過(guò)，在無(wú)潔凈級(jí)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(chǔ)存器僅2%。目前在精密機(jī)械、半導(dǎo)體、宇航、原子能等工業(yè)中應(yīng)用潔凈室已相當(dāng)普遍。 [1] 

2、分類(lèi)

2.1按氣流的流動(dòng)狀態(tài)分

根據(jù)氣流的流動(dòng)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(chēng)為亂流型潔凈室，室內(nèi)的氣流并不都按單一方向流動(dòng)。非單向流潔凈室有幾個(gè)共同的特點(diǎn)：終端過(guò)濾器（高效或亞高效）盡量接近潔凈室，它可以就是送風(fēng)口或直接連送風(fēng)口，也可以接到房間的送風(fēng)靜壓箱上；回風(fēng)口均設(shè)在潔凈室的下部，目的是避免出現(xiàn)“揚(yáng)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(jí)的潔凈室中。

（2） 單向流潔凈室：?jiǎn)蜗蛄鳚崈羰覛饬鞯奶卣魇橇骶€平行，以單一方向流動(dòng)，并且在斷截面上風(fēng)速一致，有垂直單向潔凈室，準(zhǔn)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(fēng)，采用扇形高效過(guò)濾器，也可以用普通高效過(guò)濾器配扇形送風(fēng)口，在另一側(cè)的下部設(shè)回風(fēng)口，房間的高長(zhǎng)比一般在0.5~1之間為宜。這種潔凈室也可以達(dá)到5級(jí)（100級(jí)）潔凈度。

潔凈室的流型基本上是上述三種類(lèi)型，但是實(shí)際應(yīng)用時(shí)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(shí)現(xiàn)高級(jí)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(kāi)），潔凈室的其余部分是渦流的單向流流型，從而實(shí)現(xiàn)“隧道”部分達(dá)到5級(jí)以上潔凈度，工作臺(tái)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(shí)現(xiàn)潔凈度要求的通風(fēng)措施

潔凈室要達(dá)到潔凈等級(jí)，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(hù)管理等。其中空氣潔凈措施是實(shí)現(xiàn)潔凈等級(jí)的根本保證。就空氣潔凈而言，主要有以下幾項(xiàng)具體措施 [1]  ：

（1） 對(duì)潔凈室的送風(fēng)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(guò)濾器（潔凈級(jí)別低時(shí)）作為終端過(guò)濾器，對(duì)進(jìn)入潔凈室的空氣，進(jìn)行最后一級(jí)過(guò)濾。為保護(hù)終端過(guò)濾器和延長(zhǎng)其壽命，必須使空氣先經(jīng)中效過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾。

（2） 根據(jù)潔凈室的等級(jí)，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(dá)工作區(qū)；氣流的流動(dòng)有利于潔凈室內(nèi)的微粒從回風(fēng)口排走。

（3） 有足夠的風(fēng)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(jí)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(dāng)產(chǎn)品要求潔凈度為100級(jí)時(shí)，選用層流流型；當(dāng)產(chǎn)品要求潔凈度為1000~100000級(jí)時(shí)，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(yáng)，氣流速度不能過(guò)大。亂流潔凈室的回風(fēng)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(fēng)口。

（4） 工作區(qū)的氣流應(yīng)均勻，流速必須滿(mǎn)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(lái)，使污染物在擴(kuò)散之前便流向回風(fēng)口。

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

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

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

5、潔凈室的負(fù)荷特點(diǎn)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(fù)荷特點(diǎn)不同。就潔凈室，尤其是半導(dǎo)體工業(yè)潔凈室而言，其負(fù)荷特點(diǎn)是：由于排風(fēng)量大造成新風(fēng)量大，故新風(fēng)處理所需冷量消耗大；送風(fēng)量大，輸送動(dòng)力消耗大，風(fēng)機(jī)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(xiàng)負(fù)荷之和一般占總負(fù)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(fēng)量（減少排風(fēng)量）；控制送風(fēng)量（合理確定換氣次數(shù)）；充分利用回風(fēng)量；選擇低阻力高效率的空調(diào)和凈化設(shè)備和可變風(fēng)量的風(fēng)機(jī)等入手。 [3] 

6、潔凈室設(shè)計(jì)對(duì)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(jì)必須滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝的環(huán)境要求，這是理所當(dāng)然的。因此，在潔凈室設(shè)計(jì)時(shí)生產(chǎn)工藝對(duì)環(huán)境參數(shù)的要求應(yīng)該實(shí)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(yùn)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(jí)別潔凈區(qū)的范圍，嚴(yán)格控制100級(jí)和更高級(jí)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(shí)盡可能把相同級(jí)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(fēng)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(shí)應(yīng)盡量采取密閉措施以減少粉塵和廢氣的排放量。