潔淨室---詮釋
一、潔淨室之定義
潔淨室(Clean Room)，亦稱為無塵室或清淨室。它是汙染控製的基礎。冇有潔淨室，汙染敏感零件不可能批量生產(chǎn)。在FED-STD-2裡麵，潔淨室被定義為具備空氣過濾、分配、優(yōu)化、構造材料和裝置的房間，其中特定的規(guī)則的操作程序以控製空氣懸浮微粒濃度，從而達到適當?shù)奈⒘崪Q度級彆。
　　潔淨室是指將一定空間範圍內(nèi)之空氣中的微粒子、有害空氣、**等之汙染物排除，並將室內(nèi)之溫度、潔淨度、室內(nèi)壓力、氣流速度與氣流分布、噪音振動及照明、靜電控製在某一需求範圍內(nèi)，而所給予特彆設計之房間。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定要求之潔淨度、溫濕度及壓力等性能之特性。
　　潔淨室*主要之作用在於控製產(chǎn)品(如矽芯片等)所接觸之大氣的潔淨度日及溫濕度，使產(chǎn)品能在一個良好之環(huán)境空間中生產(chǎn)、製造，此空間我們稱之為潔淨室。按照國際慣例，無塵淨化級彆主要是根據(jù)每立方米空氣中粒子直徑大於劃分標準的粒子數(shù)量來規(guī)定。也就是說所謂無塵並非100%冇有一點灰塵，而是控製在一個非常微量的單位上。當然這個標準中符合灰塵標準的顆粒相對於我們常見的灰塵已經(jīng)是小的微乎其微，但是對於光學構造而言，哪怕是一點點的灰塵都會產(chǎn)生非常大的負麵影響，所以在光學構造產(chǎn)品的生產(chǎn)上，無塵是必然的要求。
　　如表所示，每立方米將小於0.5微米粒徑的微塵數(shù)量控製在3500個以下，就達到了國際無塵標準的A級。目前應用在芯片級生產(chǎn)加工的無塵標準對於灰塵的要求高於A級，這樣的高標主要被應用在一些等級較高芯片生產(chǎn)上。微塵數(shù)量被嚴格控製在每立方米1000個以內(nèi)，這也就是業(yè)內(nèi)俗稱的1K級彆。
二、潔淨室控管之項目
1. 能除去空氣中飄遊之微塵粒子。
　　2. 能防止微塵粒子之產(chǎn)生。
　　3. 溫度和濕度之控製。
　　4. 壓力之調節(jié)。
　　5. 有害氣體之排除。
　　6. 結構物與隔間之氣密性。
　　7. 靜電之防製。
　　8. 電磁乾擾預防。
　　9. **因素之考慮。
　　10. 節(jié)能之考量。
三、潔淨室之分類
1.亂流式(Turbulent Flow)：
     空氣由空調箱經(jīng)風管與潔淨室內(nèi)之空氣過濾器(HEPA)進入潔淨室，並由潔淨室兩側隔間牆板或高架地板回風。氣流非直線型運動而呈不規(guī)則之亂流或渦流狀態(tài)。此型式適用於潔淨室等級1,000-100,000級。
　　優(yōu)點：構造簡單、係統(tǒng)建造成本，潔淨室之擴充比較容易，在某些特殊用途場所，可並用無塵工作臺，提高潔淨室等級。
　　缺點：亂流造成的微塵粒子於室內(nèi)空間飄浮不易排出，易汙染製程產(chǎn)品。另外若係統(tǒng)停止運轉再激活，欲達需求之潔淨度，往往須耗時相當長一段時間。
　　 2.層流式(Laminar)：

　　　層流式空氣氣流運動成一均勻之直線形，空氣由覆蓋率100%之過濾器進入室內(nèi)，並由高架地板或兩側隔牆板回風，此型式適用於潔淨室等級需定較高之環(huán)境使用，一般其潔淨室等級為Class1~100。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，由對邊牆壁之回風係統(tǒng)回風，塵埃隨風向排出室外，一般在下流側汙染較嚴重。
　　優(yōu)點：構造簡單，運轉後短時間內(nèi)即可變成穩(wěn)定。
　　缺點：建造費用比亂流式高，室內(nèi)空間不易擴充。
　　(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，可得較高之潔淨度，在製程中或工作人員所產(chǎn)生的塵?？煽焖倥懦鍪彝舛粫绊懫渌ぷ鲄^(qū)域。
　　優(yōu)點：管理容易，運轉開始短時間內(nèi)即可達穩(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：構造費用較高，彈性運用空間困難，天花板之吊架相當占空間，維修更換過濾器較麻煩。
　　 3.複合式(Mixed Type)：

　　複合式為將亂流式及層流式予以複合或並用，可提供局部超潔淨之空氣。
　　(1)潔淨隧道(CleanTunnel)：以HEPA或ULPA過濾器將製程區(qū)域或工作區(qū)域100%覆蓋使?jié)崪Q度等級提高至10級以上、可節(jié)省安裝運轉費用。
　　此型式需將作業(yè)人員之工作區(qū)與產(chǎn)品和機器維修予以隔離，以避免機器維修時影響了工作及品質，ULSI製程大都采用此種型式。
　　潔淨隧道另有二項優(yōu)點：A.彈性擴充容易； B.維修設備時可在維修區(qū)輕易執(zhí)行。
　　(2)潔淨管道(CleanTube)：將產(chǎn)品流程經(jīng)過的自動生產(chǎn)線包圍並淨化處理，將潔淨度等級提至100級以上。因產(chǎn)品和作業(yè)員及發(fā)塵環(huán)境相互隔離，少量之送風即可得到良好之潔淨度，可節(jié)省能源，不需人工的自動化生產(chǎn)線為*適宜使用。藥品、食品業(yè)界及半導體業(yè)界均適用。
　　(3)並裝局部潔淨室(CleanSpot)：將潔淨室等級10,000~100,000之亂流潔淨室內(nèi)之產(chǎn)品製程區(qū)的潔淨度等級提高為10~1000級以上，以為生產(chǎn)之用；潔淨工作臺、潔淨工作棚、潔淨風櫃即屬此類。
　　潔淨工作臺：等級Class 1~100級。
　　潔淨工作棚：為在亂流式之潔淨室空間內(nèi)以防靜電之透明塑料布圍成一小空間，采用獨立之HEPA或ULPA及空調送風機組而成為一較**之潔淨空間，其等級為10~1000級，高度在2.5米左右，覆蓋麵積約10m2以下，四支支柱並加裝活動輪，可為彈性運用。
四、潔淨室氣流之流動
     潔淨室的潔淨度往往受到氣流的影響，換言之，即人、機器隔間、建築結構等所產(chǎn)生的塵埃之移動、擴散受到氣流的支配。
　　潔淨室係利用HEPA、ULPA過濾空氣，其塵埃的收集率達99.97~99.99995%之多，因此經(jīng)過此過濾器過濾的空氣可說十分乾淨。然而潔淨室內(nèi)除了人以外，尚有機器等之發(fā)塵源，這些發(fā)生的塵埃一旦擴散，即無法保持潔淨空間，因此必須利用氣流將發(fā)生的塵埃迅速排出室外。
　　潔淨室內(nèi)的氣流是左右潔淨室性能的重要因素，一般潔淨室的氣流速度是選0.25~0.5m/s之間，此氣流速度屬微風區(qū)域，易受人、機器等的動作而乾擾趨於混亂、雖提高風速可抑製此一擾亂之影響而保持潔淨度、但因風速的提高，將影響運轉成本的增加，所以應在滿足要求的潔淨度水準之時，能以*適當?shù)娘L速供應，以達到適當?shù)娘L速供應以達到經(jīng)濟性效果。
　　另一方麵欲達到潔淨室潔淨度之穩(wěn)定效果，均一氣流之保持亦為一重要因素，均一氣流若無法保持，表示風速有異，特彆是在壁麵，氣流會延著壁麵發(fā)生渦流作用，此時要實現(xiàn)高潔淨度事實上很困難。
　　垂直層流式方向要保持均一氣流必須：(a)吹出麵的風速不可有速度上的差異；(b)地板回風板吸入麵之風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，目前一般潔淨室，其風速均取在0.25~0.5m/s之間。
　　影響潔淨室的氣流因素很多，如製程設備、人員、潔淨室組裝材、照明器具等，同時對於生產(chǎn)設備上方氣流的分流點，亦應列入考慮因素。
　　一般操作臺或生產(chǎn)設備等表麵的氣流分流點，應設於潔淨室空間與隔牆板間距2/3之處，如此可使作業(yè)人員工作時，氣流可從製程區(qū)內(nèi)部流向作業(yè)區(qū)，而將微塵帶走；若分流點配置在製程區(qū)前方，將成為不當?shù)臍饬鞣至鳎藭r大部份的氣流將流至製程區(qū)之後，作業(yè)員操作所引起的塵埃將被帶到設備後麵，工作臺因而將受到?jīng)@染，良率也勢必降低。
　潔淨室內(nèi)的工作桌等障礙物，在相接處均會有渦流現(xiàn)象發(fā)生，相對地在其附近之潔淨度將會較差，在工作桌麵鑽上回風孔，將使渦流現(xiàn)象減少*低；組裝材料之選擇是否恰當、設備布局是否完善，亦為氣流是否成為渦流現(xiàn)象之重要因素。
五、潔淨室之構成
潔淨室的構成是由下列各項係統(tǒng)所組成(在所組成的係統(tǒng)分子中是缺一不可的)，否則將無法構成一完整且品質良好的潔淨室：
　　(1)天花板係統(tǒng)：包括吊桿(Ceiling rod)、綱梁(I-Beam或U-Beam)、天花板格子梁(Ceilinggrid或Ceilingframe)。
　　(2)空調係統(tǒng)：包括空氣艙、過濾器係統(tǒng)、風車等。
　　(3)隔牆板(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。
　　潔淨室之建築主體構造，一般是用鋼筋或骨水泥，但無論是何種構造，必須滿足如下之條件：
　　A.不會因溫度變化與振動而發(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，熱絕緣性要高；
六、潔淨室按用途分類（可分為兩大類）
1）、工業(yè)潔淨室——以無生命微粒的控製為對象。主要控製空氣塵埃微粒對工作對象的汙染，內(nèi)部一般保持正壓狀態(tài)。它適用於精密機械工業(yè)、電子工業(yè)（半導體、集成電路等）宇航工業(yè)、高純度化學工業(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)。
　?。?）、生物潔淨室，主要控製有生命微粒（**）與無生命微粒（塵埃）對工作對象的汙染。又可分為； A、一般生物潔淨室，主要控製微生物（**）對象的汙染。同時其內(nèi)部材料要能經(jīng)受各種**劑侵蝕，內(nèi)部一般保證正壓。實質上其內(nèi)部材料要能經(jīng)受各種**處理的工業(yè)潔淨室。例：製藥工業(yè)、醫(yī)院（手術室、無菌病房）食品、化妝品、飲料產(chǎn)品生產(chǎn)、動物實驗室、理化檢驗室、血站等。
　　B、生物學**潔淨室：主要控製工作對象的有生命微粒對外界和人的汙染。內(nèi)部要保持與大氣的負壓。例：**學、生物學、潔淨實驗室、物物工程（重組基因、疫苗製備）
　　第8樓亂流潔淨室的原理和特性
　　1、定義：亂流潔淨室的定義是氣流以不均勻速度、不平行流動、伴有回流或渦流的潔淨室.
　　2、原理：亂流潔淨室靠送風氣流不斷稀釋室內(nèi)空氣，將汙染空氣逐漸稀釋，來實現(xiàn)潔淨的（亂流潔淨室一般設計在千級以上至30萬級淨化級彆）。
　　3、特性：亂流潔淨室是靠多次換氣來實現(xiàn)潔淨與潔淨級彆。換氣次數(shù)決定定義中的淨化級彆（換氣次數(shù)越多，淨化級彆越高）
　?。?）、自淨時間：是指潔淨室按設計換氣次數(shù)開始送風到潔淨室，室內(nèi)含塵濃度達到所設計的淨化級彆的時間。1,000級希望不超過20min(分鐘) (可取15min計算) 10,000級希望不超過30min(分鐘) (可取25min計算)100,000級希望不超過40min(分鐘) (可取30min計算)
　?。?）、換氣次數(shù)（按上述自淨時間要求設計）1,000級 43.5—55.3次/小時 (規(guī)範:50次/小時) 10,000級23.8—28.6次/小時 (規(guī)範:25次/小時) 100,000級 14.4—19.2次/小時 (規(guī)範:15次/小時)
七、潔淨室汙染源知識
1、發(fā)塵量
　　
  潔淨室內(nèi)的發(fā)塵量，來自設備的可考慮通過局部排風排除，不流入室內(nèi)；產(chǎn)品，材料等在運送過程中的發(fā)塵與人體發(fā)塵量相比，一般極小，可忽略；由於金屬半壁（彩鋼夾心板）的應用來自建築表麵的發(fā)塵也很少，一般占10%以下，發(fā)塵主要來自人，占90%左右。在人的發(fā)塵量上，由於服裝材料和樣式的改進，發(fā)塵**量也不斷減少。
　　A、材質：棉質發(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：動作時的發(fā)塵量一般達到靜止時間3-7倍；
　　D、清洗：用溶劑洗滌的發(fā)塵量降至用一般水清洗的五分之一。
　　室內(nèi)維護結構表麵發(fā)塵量，以地麵為準，大約相應8平方米地麵時的表麵發(fā)塵量與一個靜止的人的發(fā)塵量相當。
　　 2、發(fā)菌量

　　工作人員產(chǎn)生的汙染：
　　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、矽土、纖維素、各種化學品和**。
　　5）人類靜止和坐立每分鐘將產(chǎn)生10000個大於0.3微米的微粒。
　　6）人類在頭部和軀乾做動作時每分鐘將產(chǎn)生1000000個大於0.3微米的微粒。
　　7）人類以0.9m/s的速度行走時每分鐘將產(chǎn)生5000000個大於0.3微米的微粒。
　　分析國外試驗資料可以認為：
　　（１） 潔淨室內(nèi)當工作人員穿無菌服時：
　　靜止時的發(fā)菌量一般為10-300個/min.人
　　軀體一般活動時的發(fā)菌量為 150-1000個/min.人
　　快步行走時的發(fā)菌量為 900-2500個/min.人
　?。ǎ玻?咳嗽一次一般為 70~700個/ min.人
　　噴嚏一次一般為 4000~62000個/ min.人
　?。ǎ常?穿平常衣服時發(fā)菌量 3300~62000個/ min.人
　?。ǎ矗?無口罩發(fā)菌量:有口罩發(fā)菌量 1:7~1:14
　?。ǎ担?發(fā)菌量：發(fā)塵量 1:500~1:1000 據(jù)國內(nèi)事例：
　?。ǎ叮?手術中人員發(fā)菌量 878個/ min.人
　　所以，可知潔淨室內(nèi)無菌衣人員的靜態(tài)發(fā)菌量一般不超過300個/ min.人，動態(tài)發(fā)菌量一般不超過1000個/min/人，以此作為計算依據(jù)是可行的。
八、潔淨室標準規(guī)範
 1.國內(nèi)標準規(guī)範
潔淨廠房設計規(guī)範      （1）.潔淨廠房設計規(guī)範GB50073-2001[2]
　?。?）.醫(yī)院潔淨手術部建築技術規(guī)範GB50333-2002
　?。?）.醫(yī)藥工業(yè)潔淨廠房設計規(guī)範GB 50457-2008
　　（4）.傳染病醫(yī)院建築設計規(guī)範
　?。?）.醫(yī)藥工業(yè)潔淨室（區(qū)）懸浮粒子的測試方法GB/T16292-1996
　　（6）.QS認證質量手冊
　?。?）.GMP 藥品生產(chǎn)質量管理規(guī)範
　　[1]
　　 2.國際標準規(guī)範

　　ISO係列
　?。?）ISO14644-1 空氣潔淨度等級劃分[3]
ISO14644     （2）ISO14644-2 為認證ISO14644-1的連續(xù)的相符性的測試和監(jiān)測技術要求
   
    （3）ISO14644-3 測試方法
　?。?）ISO14644-4 設計建造啟動
　　（5）ISO14644-5 運行(Operations)
　?。?）ISO14644-6 術語和定義
　?。?）ISO14644-7 分離裝置(潔淨空氣罩、手套箱、分離器和微循環(huán)設備
　?。?）ISO14644-8 分子汙染
　?。?）ISO14644-9 潔淨化學品（液體）
　　IEST係列
　　[4]
　　潔淨空氣：
　　RP-CC001高效與超高效過濾器
　　RP-CC002單向流裝置
　　RP-CC006潔淨室測試RP-CC007超高效過濾器測試
　　RP-CC008氣體吸收裝置
　　RP-CC016潔淨室非揮發(fā)性殘留物質的沉積率
　　RP-CC021高效與超高效過濾器過濾器介質測試
　　RP-CC034高效與超高效過濾器過濾器檢漏
　　潔淨室與潔淨環(huán)境：
　　RP-CC006潔淨室測試
　　RP-CC012潔淨室設計要點
　　RP-CC016潔淨室非揮發(fā)性殘留物質的沉積率
　　RP-CC018潔淨室管理運行與檢測程序
　　RP-CC022潔淨室與受控環(huán)境中的靜電
　　RP-CC023潔淨室中的微生物
　　RP-CC024微電子設備震動測量與說明
　　RP-CC026潔淨室運行
　　RP-CC027潔淨室與受控環(huán)境中人員與行為
　　RP-CC034高效與超高效過濾器過濾器檢漏
　　特殊應用：
　　RP-CC029使用噴漆器要考慮的汙染控製因素
　　運行保障：
　　RP-CC003淨室與受控環(huán)境的服裝係統(tǒng)要點
　　RP-CC004淨室與受控環(huán)境用抹布材料評估
　　RP-CC005淨室與受控環(huán)境用手套和指套
　　RP-CC020潔淨室文件材料與格式
　　設備：
　　RP-CC002單向流裝置
　　RP-CC013設備校準與檢驗程序
　　RP-CC015潔淨室生產(chǎn)設備與輔助設備
　　RP-CC034高效與超高效過濾器過濾器檢漏
　　術語：
　　RP-CC011汙染控製領域術語和定義：
　　文獻：
　　RP-CC009汙染控製領域的標準、準則、方法與相關文件概覽 。