(1) 既氣流以均勻的截面速度，沿著平行流線以單一方向在整個(gè)室天花截面下通過的潔凈室。單向流潔凈室靠送風(fēng)氣流“活塞”般的擠壓作用。迅速把室內(nèi)污染排回風(fēng)道。     

(2) 要想實(shí)現(xiàn)"活塞流"的作用，**重要的是高效過濾器必須滿布。但是由于高效過濾器有邊框，放置高鏟過濾器也要有支架，不可能**的滿布。所以我G《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，垂直流潔凈室滿布比不應(yīng)小于60%，水平單向流潔凈室不應(yīng)小于40%，否則就是局部單向流了。     

 

(四) 亂流潔凈室的原理和特性     

 

1、定義：亂流潔凈室的定義是氣流以不均勻的速度是不平行流動(dòng)，伴有回流或渦流的潔凈室。      

 

2、原理：亂流潔凈室靠送風(fēng)氣流不斷稀釋室內(nèi)空氣，把室內(nèi)污染逐漸排出，來(lái)實(shí)殃潔凈的（亂流潔凈室一般設(shè)計(jì)在千級(jí)以上**30萬(wàn)級(jí)凈化級(jí)別）。    

3、特性：亂流潔凈室是靠多次換氣來(lái)實(shí)現(xiàn)潔凈級(jí)別。換氣次數(shù)決定定義無(wú)反顧的凈化級(jí)別（換氣次數(shù)越多，凈化級(jí)別越高）       

(五)潔凈室的新風(fēng)要求     

 

按《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，亂流潔凈室新風(fēng)量應(yīng)不小于總風(fēng)量的10%-30%；單向流潔凈室，新風(fēng)量應(yīng)不小于總風(fēng)量的2%-4%，當(dāng)然也可以根據(jù)潔凈室的具體功能而定  

潔凈室 

潔凈室 

  一、潔凈室之定義  

  潔凈室(Clean Room)，亦稱為無(wú)塵室或清凈室。它是污染控制的基礎(chǔ)。沒有潔凈室，污染敏感零件不可能批量生產(chǎn)。在 FED-STD-2里面，潔凈室被定義為具備空氣過濾、分配、優(yōu)化、構(gòu)造材料和裝置的房間，其中特定的規(guī)則的操作程序以控制空氣懸浮微粒濃度，從而達(dá)到適當(dāng)?shù)奈⒘崈舳燃?jí)別。 

  潔凈室是指將一定空間范圍內(nèi)之空氣中的微粒子、有害空氣、細(xì)菌等之污染物排除，并將室內(nèi)之溫度、潔凈度、室內(nèi)壓力、氣流速度與氣流分布、噪音振動(dòng)及照明、靜電控制在某一需求范圍內(nèi)，而所給予特別設(shè)計(jì)之房間。亦即是不論外在之空氣條件如何變化，其室內(nèi)均能俱有維持原先所設(shè)定要求之潔凈度、溫濕度及壓力等性能之特性。潔凈室**主要之作用在于控制產(chǎn)品(如硅芯片等)所接觸之大氣的潔凈度日及溫濕度，使產(chǎn)品能在一個(gè)良好之環(huán)境空間中生產(chǎn)、制造，此空間我們稱之為潔凈室。按照G際慣例，無(wú)塵凈化級(jí)別主要是根據(jù)每立方米空氣中粒子直徑大于劃分標(biāo)準(zhǔn)的粒子數(shù)量來(lái)規(guī)定。也就是說(shuō)所謂無(wú)塵并非100%沒有一點(diǎn)灰塵，而是控制在一個(gè)非常微量的單位上。當(dāng)然這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中符合灰塵標(biāo)準(zhǔn)的顆粒相對(duì)于我們常見的灰塵已經(jīng)是小的微乎其微，但是對(duì)于光學(xué)構(gòu)造而言，哪怕是一點(diǎn)點(diǎn)的灰塵都會(huì)產(chǎn)生非常大的負(fù)面影響，所以在光學(xué)構(gòu)造產(chǎn)品的生產(chǎn)上，無(wú)塵是必然的要求。 

  如表所示，每立方米將小于0.5微米粒徑的微塵數(shù)量控制在3500個(gè)以下，就達(dá)到了G際無(wú)塵標(biāo)準(zhǔn)的A級(jí)。目前應(yīng)用在芯片級(jí)生產(chǎn)加工的無(wú)塵標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于灰塵的要求高于A級(jí)，這樣的高標(biāo)主要被應(yīng)用在一些等級(jí)較高芯片生產(chǎn)上。微塵數(shù)量被嚴(yán)格控制在每立方米1000個(gè)以內(nèi)，這也就是業(yè)內(nèi)俗稱的1K級(jí)別。   二、潔凈室控管之項(xiàng)目  #p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

  1. 能除去空氣中飄游之微塵粒子。    2. 能防止微塵粒子之產(chǎn)生。    3. 溫度和濕度之控制。    4. 壓力之調(diào)節(jié)。    5. 有害氣體之排除。    6. 結(jié)構(gòu)物與隔間之氣密性。    7. 靜電之防制。    8. 電磁干擾預(yù)防。    9. 安全因素之考慮。    10. 節(jié)能之考量。    三、潔凈室之分類  

  1.亂流式(Turbulent Flow)：  

  空氣由空調(diào)箱經(jīng)風(fēng)管與潔凈室內(nèi)之空氣過濾器(HEPA)進(jìn)入潔凈室，并由潔凈室兩側(cè)隔間墻板或高架地板回風(fēng)。氣流非直線型運(yùn)動(dòng)而呈不規(guī)則之亂流或渦流狀態(tài)。此型式適用于潔凈室等級(jí)1,000-100,000級(jí)。  

  優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單、系統(tǒng)建造成本，潔凈室之?dāng)U充比較容易，在某些特殊用途場(chǎng)所，可并用無(wú)塵工作臺(tái)，提高潔凈室等級(jí)。  

  缺點(diǎn)：亂流造成的微塵粒子于室內(nèi)空間飄浮不易排出，易污染制程產(chǎn)品。另外若系統(tǒng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)再激活，欲達(dá)需求之潔凈度，往往須耗時(shí)相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間。    2.層流式(Laminar)：  

  層流式空氣氣流運(yùn)動(dòng)成一均勻之直線形，空氣由覆蓋率100%之過濾器進(jìn)入室內(nèi)，并由高架地板或兩側(cè)隔墻板回風(fēng)，此型式適用于潔凈室等級(jí)需定較高之環(huán)境使用，一般其潔凈室等級(jí)為Class 1~100。其型式可分為二種：  

  (1)水平層流式：水平式空氣自過濾器單方向吹出，由對(duì)邊墻壁之回風(fēng)系統(tǒng)回風(fēng)，塵埃隨風(fēng)向排出室外，一般在下流側(cè)污染較嚴(yán)重。    優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單，運(yùn)轉(zhuǎn)后短時(shí)間內(nèi)即可變成穩(wěn)定。缺點(diǎn)：建造費(fèi)用比亂流式高，室內(nèi)空間不易擴(kuò)充。  

  (2)垂直層流式：房間天花板完全以ULPA過濾器覆蓋，空氣由上往下吹，可得較高之潔凈度，在制程中或工作人員所產(chǎn)生的塵埃可快速排出室外而不會(huì)影響其它工作區(qū)域。  

  優(yōu)點(diǎn)：管理容易，運(yùn)轉(zhuǎn)開始短時(shí)間內(nèi)即可達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)，不易為作業(yè)狀態(tài)或作業(yè)人員所影響。  

  缺點(diǎn)：構(gòu)造費(fèi)用較高，彈性運(yùn)用空間困難，天花板之吊架相當(dāng)占空間，維修更換過濾器較麻煩。  

  3.復(fù)合式(Mixed Type)：  

  復(fù)合式為將亂流式及層流式予以復(fù)合或并用，可提供局部超潔凈之空氣。    (1)潔凈隧道(Clean Tunnel)：以HEPA或ULPA過濾器將制程區(qū)域或工作區(qū)域100%覆蓋使?jié)崈舳鹊燃?jí)提高**10級(jí)以上，可節(jié)省安裝運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。 

  此型式需將作業(yè)人員之工作區(qū)與產(chǎn)品和機(jī)器維修予以隔離，以避免機(jī)器維修時(shí)影響了工作及品質(zhì)，ULSI制程大都采用此種型式。  

  潔凈隧道另有二項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)：A.彈性擴(kuò)充容易； B.維修設(shè)備時(shí)可在維修區(qū)輕易執(zhí)行。    (2)潔凈管道(Clean Tube)：將產(chǎn)品流程經(jīng)過的自動(dòng)生產(chǎn)線包圍并凈化處理，將潔凈度等級(jí)提**100級(jí)以上。因產(chǎn)品和作業(yè)員及發(fā)塵環(huán)境相互隔離，少量之送風(fēng)即可得到良好之潔凈度，可節(jié)省能源，不需人工的自動(dòng)化生產(chǎn)線為**適宜使用。藥品、食品業(yè)界及半導(dǎo)體業(yè)界均適用。  

  (3)并裝局部潔凈室(Clean Spot)：將潔凈室等級(jí)10,000~100,000之亂流潔凈室內(nèi)之產(chǎn)品制程區(qū)的潔凈度等級(jí)提高為10~1000級(jí)以上，以為生產(chǎn)之用；潔凈工作臺(tái)、潔凈工作棚、潔凈風(fēng)柜即屬此類。    潔凈工作臺(tái)：等級(jí)Class 1~100級(jí)。  

  潔凈工作棚：為在亂流式之潔凈室空間內(nèi)以防靜電之透明塑料布圍成一小空間，采用獨(dú)立之HEPA或ULPA及空調(diào)送風(fēng)機(jī)組而成為一較**之潔凈空間，其等級(jí)為10~1000級(jí)，高度在2.5米左右，覆蓋面積約10m2以下，四支支柱并加裝活動(dòng)輪，可為彈性運(yùn)用。  

  四、潔凈室氣流之流動(dòng)  

  潔凈室的潔凈度往往受到氣流的影響，換言之，即人、機(jī)器隔間、建筑結(jié)構(gòu)等所產(chǎn)生的塵埃之移動(dòng)、擴(kuò)散受到氣流的支配。  

  潔凈室系利用HEPA、ULPA過濾空氣，其塵埃的收集率達(dá)99.97~99.99995%之多，因此經(jīng)過此過濾器過濾的空氣可說(shuō)十分干凈。然而潔凈室內(nèi)除了人以外，尚有機(jī)器等之發(fā)塵源，這些發(fā)生的塵埃一旦擴(kuò)散，即無(wú)法保持潔凈空間，因此必須利用氣流將發(fā)生的塵埃迅速排出室外。  

  潔凈室內(nèi)的氣流是左右潔凈室性能的重要因素，一般潔凈室的氣流速度是選0.25~0.5m/s之間，此氣流速度屬微風(fēng)區(qū)域，易受人、機(jī)器等的動(dòng)作而干擾趨于混亂、雖提高風(fēng)速可抑制此一擾亂之影響而保持潔凈度、但因風(fēng)速的提高，將影響運(yùn)轉(zhuǎn)成本的增加，所以應(yīng)在滿足要求的潔凈度水準(zhǔn)之時(shí)，能以**適當(dāng)?shù)娘L(fēng)速供應(yīng)，以達(dá)到適當(dāng)?shù)娘L(fēng)速供應(yīng)以達(dá)到經(jīng)濟(jì)性效果。  

  另一方面欲達(dá)到潔凈室潔凈度之穩(wěn)定效果，均一氣流之保持亦為一重要因素，均一氣流若無(wú)法保持，表示風(fēng)速有異，特別是在壁面，氣流會(huì)延著壁面發(fā)生渦流作用，此時(shí)要實(shí)現(xiàn)高潔凈度事實(shí)上很困難。  

  垂直層流式方向要保持均一氣流必須：(a)吹出面的風(fēng)速不可有速度上的差異；(b)地板回風(fēng)板吸入面之風(fēng)速不可有速度上的差異。速度過低或過高(0.2m/s，0.7m/s)均有渦流之現(xiàn)象發(fā)生，而0.5m/s之速度，氣流則較均一，目前一般潔凈室，其風(fēng)速均取在0.25~0.5m/s之間。  

  影響潔凈室的氣流因素很多，如制程設(shè)備、人員、潔凈室組裝材、照明器具等，同時(shí)對(duì)于生產(chǎn)設(shè)備上方氣流的分流點(diǎn)，亦應(yīng)列入考慮因素。  #p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

  一般操作臺(tái)或生產(chǎn)設(shè)備等表面的氣流分流點(diǎn)，應(yīng)設(shè)于潔凈室空間與隔墻板間距2/3之處，如此可使作業(yè)人員工作時(shí)，氣流可從制程區(qū)內(nèi)部流向作業(yè)區(qū)，而將微塵帶走；若分流點(diǎn)配置在制程區(qū)前方，將成為不當(dāng)?shù)臍饬鞣至?，此時(shí)大部份的氣流將流**制程區(qū)之后，作業(yè)員操作所引起的塵埃將被帶到設(shè)備后面，工作臺(tái)因而將受到污染，良率也勢(shì)必降低。  

  潔凈室內(nèi)的工作桌等障礙物，在相接處均會(huì)有渦流現(xiàn)象發(fā)生，相對(duì)地在其附近之潔凈度將會(huì)較差，在工作桌面鉆上回風(fēng)孔，將使渦流現(xiàn)象減少**低；組裝材料之選擇是否恰當(dāng)、設(shè)備布局是否完善，亦為氣流是否成為渦流現(xiàn)象之重要因素。    五、潔凈室之構(gòu)成  

  潔凈室的構(gòu)成是由下列各項(xiàng)系統(tǒng)所組成(在所組成的系統(tǒng)分子中是缺一不可的)，否則將無(wú)法構(gòu)成一完整且品質(zhì)良好的潔凈室：  

  (1)天花板系統(tǒng)：包括吊桿(Ceiling rod)、綱梁(I-Beam或U-Beam)、天花板格子梁(Ceiling grid或Ceilingframe)。  

  (2)空調(diào)系統(tǒng)：包括空氣艙、過濾器系統(tǒng)、風(fēng)車等。    (3)隔墻板(Partitional wall)：包括窗戶、門。    (4)地板：包括高架地板或防靜電舒美地板。    (5)照明器具：包括日光燈、黃色燈管等。  

  潔凈室之建筑主體構(gòu)造，一般是用鋼筋或骨水泥，但無(wú)論是何種構(gòu)造，必須滿足如下之條件：  

  A.不會(huì)因溫度變化與振動(dòng)而發(fā)生裂痕；    B.不易產(chǎn)生微塵粒子，且很難附著粒子；    C.吸濕性?。? 

  D.為了維持室內(nèi)之濕度條件，熱jue緣性要高；    六、潔凈室按用途分類（可分為兩大類）  

  （1）、工業(yè)潔凈室——以無(wú)生命微粒的控制為對(duì)象。主要控制空氣塵埃微粒對(duì)工作對(duì)象的污染，內(nèi)部一般保持正壓狀態(tài)。 它適用于精密機(jī)械工業(yè)、電子工業(yè)（半導(dǎo)體、集成電路等）宇航工業(yè)、高純度化學(xué)工業(yè)、原子能工業(yè)、光磁產(chǎn)品工業(yè)（光盤、膠片、磁帶生產(chǎn)）LCD（液晶玻璃）、電腦硬盤、電腦磁頭生產(chǎn)等多行業(yè)。    （2）、生物潔凈室，主要控制有生命微粒（細(xì)菌）與無(wú)生命微粒（塵埃）對(duì)工作對(duì)象的污染。又可分為； A、 一般生物潔凈室，主要控制微生物（細(xì)菌）對(duì)象的污染。同時(shí)其內(nèi)部材料要能經(jīng)受各種滅菌劑侵蝕，內(nèi)部一般保證正壓。實(shí)質(zhì)上其內(nèi)部材料要能經(jīng)受各種滅菌處理的工業(yè)潔凈室。例：制藥工業(yè)、醫(yī)院（手術(shù)室、無(wú)菌病房）食品、化妝品、飲料產(chǎn)品生產(chǎn)、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室、理化檢驗(yàn)室、血站等。  

  B、 生物學(xué)安全潔凈室：主要控制工作對(duì)象的有生命微粒對(duì)外界和人的污染。內(nèi)部要保持與大氣的負(fù)壓。例：細(xì)菌學(xué)、生物學(xué)、潔凈實(shí)驗(yàn)室、物物工程（重組基因、疫苗制備）  

  第8樓亂流潔凈室的原理和特性  

  1、定義：亂流潔凈室的定義是氣流以不均勻速度、不平行流動(dòng)、伴有回流或渦流的潔凈室.  

  2、原理：亂流潔凈室靠送風(fēng)氣流不斷稀釋室內(nèi)空氣，將污染空氣逐漸稀釋，來(lái)實(shí)現(xiàn)潔凈的（亂流潔凈室一般設(shè)計(jì)在千級(jí)以上**30萬(wàn)級(jí)凈化級(jí)別）。  

  3、特性：亂流潔凈室是靠多次換氣來(lái)實(shí)現(xiàn)潔凈與潔凈級(jí)別。換氣次數(shù)決定定義中的凈化級(jí)別（換氣次數(shù)越多，凈化級(jí)別越高）  

  （1）、自凈時(shí)間：是指潔凈室按設(shè)計(jì)換氣次數(shù)開始送風(fēng)到潔凈室，室內(nèi)含塵濃度達(dá)到所設(shè)計(jì)的凈化級(jí)別的時(shí)間。 1,000級(jí)希望不超過20min(分鐘) (可取15min計(jì)算) 10,000級(jí)希望不超過30min(分鐘) (可取25min計(jì)算) 100,000級(jí)希望不超過40min(分鐘) (可取30min計(jì)算)  

  （2）、換氣次數(shù)（按上述自凈時(shí)間要求設(shè)計(jì)）1,000級(jí) 43.5—55.3次/小時(shí) (規(guī)范:50次/小時(shí)) 10,000級(jí) 23.8—28.6次/小時(shí) (規(guī)范:25次/小時(shí)) 100,000級(jí) 14.4—19.2次/小時(shí) (規(guī)范:15次/小時(shí))    七、潔凈室污染源知識(shí)    1、發(fā)塵量  

  潔凈室內(nèi)的發(fā)塵量，來(lái)自設(shè)備的可考慮通過局部排風(fēng)排除，不流入室內(nèi)；產(chǎn)品，材料等在運(yùn)送過程中的發(fā)塵與人體發(fā)塵量相比，一般極小，可忽略；由于金屬半壁（彩鋼夾心板）的應(yīng)用來(lái)自建筑表面的發(fā)塵也很少，一般占10%以下，發(fā)塵主要來(lái)自人，占90%左右。在人的發(fā)塵量上，由于服裝材料和樣式的改進(jìn)，發(fā)塵**量也不斷減少。    A、材質(zhì)：棉質(zhì)發(fā)塵量**大，以下依次為棉、的確良、去靜電純滌綸、尼龍。    B、樣式：大掛式發(fā)塵量**大，上下分裝型次之，全罩型**少；    C、活動(dòng)：動(dòng)作時(shí)的發(fā)塵量一般達(dá)到靜止時(shí)間3-7倍；  

  D、清洗：用溶劑洗滌的發(fā)塵量降**用一般水清洗的五分之一。  

  室內(nèi)維護(hù)結(jié)構(gòu)表面發(fā)塵量，以地面為準(zhǔn)，大約相應(yīng)8平方米地面時(shí)的表面發(fā)塵量與一個(gè)靜止的人的發(fā)塵量相當(dāng)。    2、發(fā)菌量  

  工作人員產(chǎn)生的污染：  1）皮膚：人類通常每四天完成一次皮膚的完全脫換，人類每分鐘脫落約1000片皮膚（平均大小為30*60*3微米） 

  2）頭發(fā)：人類的頭發(fā)（直徑約為50~100微米）一直在脫落。   3）口水：包括鈉、酶、鹽、鉀、氯化物及食品微粒。 

  4）日常衣物：微粒、纖維、硅土、纖維素、各種化學(xué)品和細(xì)菌。   5）人類靜止和坐立每分鐘將產(chǎn)生10000個(gè)大于0.3微米的微粒。 #p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

  6）人類在頭部和軀干做動(dòng)作時(shí)每分鐘將產(chǎn)生1000000個(gè)大于0.3微米的微粒。   7）人類以0.9m/s的速度行走時(shí)每分鐘將產(chǎn)生5000000個(gè)大于0.3微米的微粒。   分析G外試驗(yàn)資料可以認(rèn)為：  

  （１） 潔凈室內(nèi)當(dāng)工作人員穿無(wú)菌服時(shí)：    靜止時(shí)的發(fā)菌量一般為10-300個(gè)/min.人    軀體一般活動(dòng)時(shí)的發(fā)菌量為 150-1000個(gè)/min.人    快步行走時(shí)的發(fā)菌量為 900-2500個(gè)/min.人    （２） 咳嗽一次一般為 70~700個(gè)/ min.人    噴嚏一次一般為 4000~62000個(gè)/ min.人  

  （３） 穿平常衣服時(shí)發(fā)菌量 3300~62000個(gè)/ min.人    （４） 無(wú)口罩發(fā)菌量:有口罩發(fā)菌量 1:7~1:14    （５） 發(fā)菌量：發(fā)塵量 1:500~1:1000 據(jù)G內(nèi)事例：  

  （６） 手術(shù)中人員發(fā)菌量 878個(gè)/ min.人  

所以，可知潔凈室內(nèi)無(wú)菌衣人員的靜態(tài)發(fā)菌量一般不超過300個(gè)/ min.人，動(dòng)態(tài)發(fā)菌量一般不超過1000個(gè)/ min/人，以此作為計(jì)算依據(jù)是可行的。 

  

一潔凈室之定義  

潔凈室Clean Room，亦稱為無(wú)塵室或清凈室?！笣崈羰摇故侵笇⒁欢臻g范圍內(nèi)之空氣中的微粒子、有害空氣、細(xì)菌等之污染物排除，并將室內(nèi)之溫度、潔凈度、室內(nèi)壓力、氣流速度與氣流分布、噪音振動(dòng)及照明、靜電控制在某一需求范圍內(nèi)，而所給予特別設(shè)計(jì)之房間。亦即是不論外在之空氣條件如何變化，其室內(nèi)均能俱有維持原先所設(shè)定要求之潔凈度、溫濕度及壓力等性能之特性。  

潔凈室**主要之作用在于控制產(chǎn)品如硅芯片等所接觸之大氣的潔凈度日及溫濕度，使產(chǎn)品能在一個(gè)良好之環(huán)境空間中生產(chǎn)、制造，此空間我們稱之為「潔凈室」。 世界各G均有自定規(guī)格，但普遍還是用美G聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)209為多，以下僅就209D及209E和世界上其它各G制定標(biāo)準(zhǔn)作介紹與相互比較。  

209E與209D等**大之不同在于209E表示單位增加了公制單位，潔凈室等級(jí)以‵M′字頭表示，如M1、M1.5、M2.5、M3…..依此類推，配合G際公制單位之標(biāo)準(zhǔn)化，M字母后之阿拉伯?dāng)?shù)目字是以每立方公尺中>=0.5um之微塵粒子數(shù)目字以10的冪次方表示，取指數(shù)為之，若微塵粒子數(shù)介于前后二者完全冪次方之間，則以1.5、2.5、3.5….表示。  

美G聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)FS 209D都以英制每立方英呎為單位，日本則是采用公制，即以每立方公尺為單位，以0.1um微粒子為計(jì)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)。日本標(biāo)準(zhǔn)之表示法以Class 1，Class 2，Class 3……Class8表示，**好的等級(jí)為Class 1，**差則為Class 8，以每立方公尺中微塵粒子總數(shù)中化為10的冪次方，取其指數(shù)而得。