上海洁净室检测知识(一)

　　洁净室(Clean Room)，亦称为无尘室或清净室。它是污染控制的基础，没有洁净室，污染敏感零件不可能批量生产。在FED-STD-2里面，洁净室被定义为具备空气过滤、分配、优化、构造材料和装置的房间，其中特定的规则的操作程序以控制空气悬浮微粒浓度，从而达到适当的微粒洁净度级别。

　　目录

　　一、洁净室定义

　　二、洁净室原理

　　1. 单向流(层流)洁净室原理

　　2. 乱流洁净室原理

　　三、控管项目

　　四、分类

　　1. 乱流式(Turbulent Flow)

　　2. 层流式(Laminar)

　　3. 复合式(Mixed Type)

　　五、气流的流动

　　1. 气流的重要性

　　2. 风速的控制

　　3. 影响因素

　　六、洁净室之构成

　　七、洁净室按用途分类(可分为两大类)

　　1. 工业洁净室

　　2. 生物洁净室

　　八、洁净室污染源知识

　　1. 发尘量

　　2. 发菌量

　　九、洁净室标准规范

　　1. 国内标准规范

　　2. 国际标准规范

　　十、行业应用详细参数

　　十一、洁净室八大特点

　　十二、洁净室从业人员规范

　　一、定义

　　洁净室是指将一定空间范围内之空气中的微粒子、有害空气、细菌等之污染物排除，并将室内之温度、洁净度、室内压力、气流速度与气流分布、噪音振动及照明、静电控制在某一需求范围内，而所给予特别设计之房间。亦即是不论外在之空气条件如何变化，其室内均能俱有维持原先所设定要求之洁净度、温湿度及压力等性能之特性。

　　洁净室最主要之作用在于控制产品(如硅芯片等)所接触之大气的洁净度日及温湿度，使产品能在一个良好之环境空间中生产、制造，此空间我们称之为洁净室。按照国际惯例，无尘净化级别主要是根据每立方米空气中粒子直径大于划分标准的粒子数量来规定。也就是说所谓无尘并非100%没有一点灰尘，而是控制在一个非常微量的单位上。当然这个标准中符合灰尘标准的颗粒相对于我们常见的灰尘已经是小的微乎其微，但是对于光学构造而言，哪怕是一点点的灰尘都会产生非常大的负面影响，所以在光学构造产品的生产上，无尘是必然的要求。

　　每立方米将小于0.3微米粒径的微尘数量控制在3500个以下，就达到了国际无尘标准的A级。目前应用在芯片级生产加工的无尘标准对于灰尘的要求高于A级，这样的高标主要被应用在一些等级较高芯片生产上。0.5uM及以下的微尘数量被严格控制在每立方米1000个以内，这也就是业内俗称的1K级别。

　　洁净室状态分为以下三种

　　空态：已经建造完成并可以投入使用的洁净室(设施)。它具备所有有关的服务和功能。但是，在设施内没有操作人员操作的设备。

　　静态：各种功能完备、设定安装妥当，可以按照设定使用或正在使用的洁净室(设施)，但是设施内没有操作人员。

　　动态：处于正常使用的洁净室，服务功能完善，有设备和人员;如果需要，可从事正常的工作。

　　二、洁净室原理

　　单向流(层流)洁净室原理

　　[1]在洁净室内，从送风口到回风口，气流流经途中的断面几乎没有什么变化，加上进风静压箱和高效过滤器的均压均流作用，全室断面上的流速比较均匀，而至少在工作区内流线单向平行，没有涡流。这也就是单向流洁净室的三大特点。这里的流线单向平行，是指时均流线彼此平行，方向单一。

　　单向流洁净室的流态从雷诺数判断是紊流的，所以所谓层流洁净室的层流和流体力学上的层流是完全不同的概念。因此，层流洁净室这个名词是不贴切的，国外某些标准和文章也指出这一点，例如英国标准BS-5295就曾把所谓层流洁净室定义为单向流洁净室，只是照顾习惯在括号中注明为层流。前联邦德国标准VDl- 2083则用“非紊流的置换流”这一术语，并在注中指出，层流这一概念只是为了区别早于层流洁净室出现的紊(乱)流洁净室而在当时采用的习惯用语，“层流系统”的确切意思并不是分层流动，而是紊流的置换流，用本章提到的概念是紊流的渐变流。在流体力学中，这种流动状态也可称平行流或单向流。1977年中国在《空气洁净技术措施》中选用了“平行流”这个术语，在该术语后面同时也指出习惯上称“层流”。

　　在单向流洁净室内，干净气流不是一股或几股，而是充满全室断面，所以这种洁净室不是靠洁净气流对室内脏空气的掺混稀释作用，而是靠洁净气流推出作用将室内脏空气沿整个断面排至室外，达到净化室内空气的目的。所以，前联邦德国有人称单向流洁净室的气流为“活塞流”、“平推流”前苏联称之为“被挤压的弱空气射流”。干净空气就好比一个空气活塞，沿着房间这个“气缸”，向前(下)推进，而使尘粒只能前(下)进，没有返回，把原有的含尘浓度高的空气挤压出房间。

　　在单向流洁净室以及单向流净化设备中，可以发现沿壁的和两个过滤器搭接处下方的反向气流。这种气流将把下方的污染传输到上部再送下来，破坏了上述“活塞流”的状态，危害极大。对于和外界有开口相通的局部净化设备，例如洁净工作台，这种气流将引射外界污染气流，在设计上一定要减小过滤器边框处所占的无效面积，更要设法使空间的壁面尽量接近过滤器有效迭风截面。

　　通过上面分析，可以认为保证单向流洁净室特性(高洁净度和快速自净恢复能力)的重要先决条件有两个：①来流的洁净度;②来流的活塞流情况;

　　对于来流的洁净度，对通过高效以上过滤器送风的单向流洁净室来说是不成问题的，而对于来流的“活塞流”情况，则需作进～步分析。

　　根据流体力学原理，来流条件对以后的流动状况将有直接的重要影响，送风面出口气流也就是工作区的来流。

　　来流的紊动性大，则将影响后面的单向流特性;来流未充满流动截面，则将影响后面是否能形成“活塞流”和形成的快慢;而来流未充满流动截面也是来流素动的一个因素。所以，在采用高效过滤器的条件下，保证单向流洁净室特性的必要条件是“活塞流”，而“活塞流”的必要条件则是来流充满流动截面。但是，对一间房间而不是一段管道来说，让气流从头至尾完全充满流动截面也是不现实的。

　　最初，确实认为这种单向平行的气流应该充满整个洁净室，但这在技术上和经济上都是不利的。随着认识的发展，人们又指出这种单向流只是“在有限的领域内全部空气沿平行流线以等速流动的意思”，并认为能极力抑制涡流的发生。通过全空间的清洁空气的单向流特性占支配地位的那样的房间，也称为单向流洁净室。这就是说，不要求在整个房间都具有单向平行的流线，均匀的速度，没有涡流，而是只要求单向平行流特性在这个房间中占支配地位，例如在整个工作区这一层空间保证了单向流，这个房间就是单向流洁净室。前面介绍过的国内外有关标准、措施中关于单向流洁净室达到的高洁净度，就是指在工作区内达到的洁净度。因此，密集布置的流线型散流器顶送和全孔板顶送，也被作为实现垂直单向流的手段使用。

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