一、洁净室的定义
洁净室,英文(wén)名CleanRoom,根据國(guó)人的语方习惯也称為(wèi)无尘间、无尘房、无尘室、洁净间、洁净房、净化房、净化室、净化间、清洁房等。洁净室的主要功能(néng)為(wèi)控制室内污染,没有(yǒu)洁净室,污染敏感零件不可(kě)能(néng)批量生产。在FED-STD-2里面,洁净室被定义為(wèi)具备空气过滤、分(fēn)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。洁净程度和控制污染的持续稳定性,是检验洁净室质量的核心标准,该标准根据區(qū)域环境、净化程度等因素,分(fēn)為(wèi)若干等级,常用(yòng)的有(yǒu)國(guó)际标准和國(guó)内區(qū)域行业标准。
洁净室是指将一定空间范围内之空气中的微粒子、有(yǒu)害空气、细菌等之污染物(wù)排除,并将室内之温度、洁净度、室内压力、气流速度与气流分(fēn)布、噪音振动及照明、静電(diàn)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(néng)俱有(yǒu)维持原先所设定要求之洁净度、温湿度及压力等性能(néng)之特性。
洁净室相对、来说,其體(tǐ)积量大小(xiǎo)要小(xiǎo)很(hěn)多(duō),通常是指单體(tǐ)房间的,洁净室是空气无尘净化工程中的一个应用(yòng)很(hěn)广泛的项目。
二、洁净室的应用(yòng)行业
净化工程是一个应用(yòng)行业非常广泛的基础性配套产业,在電(diàn)子信息、半导體(tǐ)、光電(diàn)子、精密制造、医药卫生、生物(wù)工程、航天航空、汽車(chē)喷涂等众多(duō)行业均有(yǒu)应用(yòng),并根据行业的精密与无尘要求,等级差别也较大。
洁净室容量體(tǐ)积相对较小(xiǎo),故洁净室基本应用(yòng)在上述净化应用(yòng)行业中储藏、检测、实验、化验等工序之中。根据國(guó)人的语方表达习惯也将洁净室称為(wèi)无尘间、无尘房、无尘室、洁净间、洁净房、净化房、净化室、净化间、清洁房等等。
三、洁净室的组成部分(fēn)
洁净室的构成是由下列各项系统所组成(在所组成的系统分(fēn)子中是缺一不可(kě)的),否则将无法构成一完整且品质良好的洁净室。
1、围房构建,即组成洁净室的密封性空间。包括:
1)天花(huā)板系统:包括吊杆(Ceilingrod)、纲梁(I-Beam或U-Beam)、天花(huā)板格子梁(Ceilinggrid或Ceilingframe)。
2)隔墙板(Partitionalwall):包括窗户、门。
3)地板:包括高架地板、防静電(diàn)板、环氧自流坪、PVC净化地板等。
4)室内室内通道辅件:包括风淋室、更衣室、传递窗等
2、空气调节净化系统,包括:
1)净化机组、
2)过滤器系统
3)管道系统:风管、水管、铜管等
3、智能(néng)控制部份,包括:
1)照明与照明控制
2)智能(néng)与遠(yuǎn)程控制系统
四、洁净室分(fēn)类
洁净室主要分(fēn)為(wèi)工业洁净室(无尘)和生物(wù)洁净室(无尘,无菌)
工业洁净室和生物(wù)洁净室其实都是属于洁净室,本质上的區(qū)别主要一个是针对无尘,一个针对无菌,两者主要目的有(yǒu)所區(qū)别,因此在设计和施工要有(yǒu)所侧重。
工业洁净室适用(yòng)于精细机械工业、電(diàn)子工业(半导體(tǐ)、集成電(diàn)路等)宇航工业、高纯度化學(xué)工业、原子能(néng)工业、光磁产品工业(光盘、胶片、磁带消费)LCD(液晶玻璃)、電(diàn)脑硬盘、電(diàn)脑磁头消费等多(duō)行业。
生物(wù)洁净室适用(yòng)于制药工业、医院(手术室、无菌病房)、食品、化装品、饮料产品消费、动物(wù)实验室、理(lǐ)化检验室、血站等。
五、洁净室中的温湿度控制
洁净室的温湿度主要是根据工艺要求来确定,但在满足工艺要求的条件下,应考虑到人的舒适度感。随着空气洁净度要求的提高,出现了工艺对温湿度的要求也越来越严的趋势。具體(tǐ)工艺对温度的要求以后还要列举,但作為(wèi)总的原则看,由于加工精度越来越精细,所以对温度波动范围的要求越来越小(xiǎo)。
例如在大规模集成電(diàn)路生产的光刻曝光工艺中,作為(wèi)掩膜板材料的玻璃与硅片的热膨胀系数的差要求越来越小(xiǎo)。直径100um的硅片,温度上升1度,就引起了0.24um線(xiàn)性膨胀,所以必须有(yǒu)±0.1度的恒温,同时要求湿度值一般较低,因為(wèi)人出汗以后,对产品将有(yǒu)污染,特别是怕钠的半导體(tǐ)車(chē)间,这种車(chē)间不宜超过25度。湿度过高产生的问题更多(duō)。相对湿度超过55%时,冷却水管壁上会结露,如果发生在精密装置或電(diàn)路中,就会引起各种事故。相对湿度在50%时易生锈。此外,湿度太高时将通过空气中的水分(fēn)子把硅片表面粘着的灰尘化學(xué)吸附在表面耐难以清除。相对湿度越高,粘附的难去掉,但当相对湿度低于30%时,又(yòu)由于静電(diàn)力的作用(yòng)使粒子也容易吸附于表面,同时大量半导體(tǐ)器件容易发生击穿。对于硅片生产最佳温度范围為(wèi)35—45%。
六、洁净室中的气流速度规定
这里要讨论的气流速度是指洁净室内的气流速度,在其他(tā)洁净空间中的气流速度在讨论具體(tǐ)设备时再说明。
对于乱流洁净室由于主主要靠空气的稀释作用(yòng)来减轻室内污染的程度,所以主要用(yòng)换气次数这一概念,而不直接用(yòng)速度的概念,不过对室内气流速度也有(yǒu)如下要求;
(1)送风口出口气流速度不宜太大,和单纯空调房间相比,要求速度衰减更快,扩散角度更大。
(2)吹过水平面的气流速度(例如侧送时回流速度)不宜太大,以免吹起表面微粒重返气流,而造成再污染,这一速度一般不宜大干0.2m/s。
对于平行流洁净室《习惯上称层流洁净室),由于主要靠气流的“活塞打挤压作用(yòng)排除行染,所以截面上的速度就是非常重要的指标。过去都参考美國(guó)20gB标准,采用(yòng)0.45m/s.但人们也都了解到这样大速度所需要的通风量是极大的,為(wèi)了节能(néng),也都在探求降低速一风速的可(kě)行性。
在我國(guó),《空气洁净技术措施》和(洁净厂房设计规范)都是这样规定的
垂直平行流(层流)洁净室≥0.25m/s
水平平行流(层流)洁净室≥0.35m/s