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。按照國際慣例，無塵凈化級別主要是根據(jù)每立方米空氣中粒子直徑大于劃分標準的粒子數(shù)量來規(guī)定。也就是說所謂無塵并非100%沒有一點灰塵，而是控制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于我們常見的灰塵已經(jīng)是小的微乎其微，但是對于光學構(gòu)造而言，哪怕是一點點的灰塵都會產(chǎn)生非常大的負面影響，所以在光學構(gòu)造產(chǎn)品的生產(chǎn)上，無塵是必然的要求。

每立方米將小于0.3微米粒徑的微塵數(shù)量控制在3500個以下，就達到了國際無塵標準的A級。芯片級生產(chǎn)加工的無塵標準對于灰塵的要求高于A級，這樣的高標主要被應(yīng)用在一些等級較高芯片生產(chǎn)上。0.5uM及以下的微塵數(shù)量被嚴格控制在每立方米1000個以內(nèi)，這也就是業(yè)內(nèi)俗稱的1K級別。
 

二、潔凈室的使用

1 .空態(tài)：已經(jīng)建造完成并可以投入使用的潔凈室（設(shè)施）。它具備所有有關(guān)的服務(wù)和功能。但是，在設(shè)施內(nèi)沒有操作人員操作的設(shè)備。

2 .靜態(tài)：各種功能完備、設(shè)定安裝妥當，可以按照設(shè)定使用或正在使用的潔凈室（設(shè)施），但是設(shè)施內(nèi)沒有操作人員。

3 .動態(tài)：處于正常使用的潔凈室，服務(wù)功能完善，有設(shè)備和人員；如果需要，可從事正常的工作。

四、亂流潔凈室原理

潔凈室按其氣流狀態(tài)來區(qū)分，主要分為亂流（非單向流）潔凈室、單向流潔凈室和輻流潔凈室（也有稱矢流潔凈室的）

所謂亂流潔凈室，一般包括以下各種送風形式：

⑴高效過濾器頂送（有擴散板和無擴散板

⑵流線型散流器頂進

⑶局部孔板頂送

⑷側(cè)送

當一股干凈氣流從送風口送入室內(nèi)時，迅速向四周擴散、混合，同時把差不多同樣數(shù)量的氣流從回風口排走，這股干凈氣流稀釋著室內(nèi)污染的空氣，把原來含塵濃度很高的室內(nèi)空氣沖淡了，一直達到平衡。所以氣流擴散得越快，越均勻，稀釋的效果就越好。所以亂流潔凈室的原理就是稀釋作用。

1 、整體凈化：可分為層流型和湍流型。層流是指空氣由一側(cè)全面地以同速流向另一側(cè)，使室內(nèi)產(chǎn)生的塵�；蚣毦�不會向四周擴散而被平推出室外，而達到好的除菌效果。
 

⑴高效過濾除菌技術(shù)：空氣潔凈主要靠高效或超高效過濾設(shè)備，向特定的環(huán)境內(nèi)輸送潔凈空氣并能保持空氣的潔凈度。過濾潔凈原理：①網(wǎng)截阻留；②篩孔阻留；③靜電吸引阻留；④慣性碰撞和布朗運動阻留。因此，過濾潔凈技術(shù)是一種綜合作用的結(jié)果。
 

⑵濾材結(jié)構(gòu)：生物潔凈室所用濾材級別多數(shù)為高效或超高效濾材，所用濾材有：玻璃棉制濾材、高級紙漿制濾材、石棉纖維濾材、過氯乙烯纖維濾材等。高效濾材對空氣中 0.5 μ m 的顆粒的阻留率能達到 90%~99% ，超高效濾材可阻留 0.3 μ m 的顆粒 99.9% 以上。

2 、局部凈化：
 

⑴潔凈層流罩：潔凈層流罩是醫(yī)院局部空氣凈化裝置。一般可構(gòu)成垂直層流方式，四周用透明圍幕。整個罩內(nèi)可保持高潔凈度（萬級至百級）空氣。這種潔凈層流罩可用于免疫功能低下病人的治療保護，所以也稱無菌病床層流罩。
 

⑵凈化操作臺：采用水平或垂直層流方式凈化箱體內(nèi)的空氣，可使操作臺內(nèi)凈化達到很高級別。
 

⑶靜電吸附除菌凈化技術(shù)：靜電吸附除菌是利用工業(yè)電除塵的原理，在小型化技術(shù)方面有所創(chuàng)新。①采用細線放電極與蜂巢狀鋁箱收集極形成級線裝置；②采用鏡象力荷電吸附作用。

目前有一種三級凈化裝置，即預過濾 - 高效過濾 - 活性炭吸附，組合式正離子靜電吸附除菌，并采用大風量空氣凈化，以保證室內(nèi)空氣凈化次數(shù)，較好地解決了醫(yī)院重點部門如手術(shù)室、 ICU 、母嬰病房、血液透析室等有人情況下的空氣持續(xù)消毒問題，可使醫(yī)院室內(nèi)空氣的凈化潔凈度達到 10 萬級 ~1 萬級。
 

⑷負離子凈化技術(shù)：負離子是一種帶負電的化學基團，能發(fā)生可逆性變化，存在時間極短，本身并無殺滅微生物的能力，主要是靠帶電離子與空氣中的微粒特別是微生物顆粒結(jié)合，形成多個顆粒凝聚變大從而迅速沉降，使空氣達到凈化的目的�？諝庵胸撾x子只有在具備某些化學性質(zhì)時，如活性氧離子等，它們才具有侵害蛋白質(zhì)的能力從而殺滅微生物，因此負離子對空氣凈化的能力比較有限，對空氣中微生物粒子清除率只能達到 70%~90%。

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

定義：氣流以不均勻速度不平行流動、伴有回流或渦流的潔凈室。

特性：亂流潔凈室是靠多次換氣來實現(xiàn)潔凈與潔凈級別。換氣次數(shù)決定定義中的凈化級別（換氣次數(shù)越多，凈化級別越高）

⑴自凈時間：是指潔凈室按設(shè)計換氣次數(shù)開始送風到潔凈室，室內(nèi)含塵濃度達到所設(shè)計的凈化級別的時間。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）

⑵換氣次數(shù)（按上述自凈時間要求設(shè)計）1,000級 43.5—55.3次/小時 （規(guī)范：50次/小時） 10,000級 23.8—28.6次/小時 （規(guī)范：25次/小時） 100,000級 14.4—19.2次/小時 （規(guī)范：15次/小時）

優(yōu)點：構(gòu)造簡單、系統(tǒng)建造成本，潔凈室之擴充比較容易，在某些特殊用途場所，可并用無塵工作臺，提高潔凈室等級。

缺點：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)停止運轉(zhuǎn)再激活，欲達需求之潔凈度，往往須耗時相當長一段時間。

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)，并由高架地板或兩側(cè)隔墻板回風，此型式適用于潔凈室等級需定較高之環(huán)境使用，一般其潔凈室等級為Class 1~100。其型式可分為二種：

⑴水平層流式：水平式空氣自過濾器單方向吹出，由對邊墻壁之回風系統(tǒng)回風，塵埃隨風向排出室外，一般在下流側(cè)污染較嚴重。

優(yōu)點：構(gòu)造簡單，運轉(zhuǎn)后短時間內(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。

⑵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�？煽焖倥懦鍪彝舛�不會影響其它工作區(qū)域。

優(yōu)點：管理容易，運轉(zhuǎn)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(gòu)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。

2 .復合式

復合式為將亂流式及層流式予以復合或并用，可提供局部超潔凈之空氣。

⑴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)崈舳鹊燃壧岣咧?0級以上，可節(jié)省安裝運轉(zhuǎn)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(zhì)，ULSI制程大都采用此種型式。

潔凈隧道另有二項優(yōu)點：A.彈性擴充容易； B.維修設(shè)備時可在維修區(qū)輕易執(zhí)行。

⑵潔凈管道（Clean Tube）：將產(chǎn)品流程經(jīng)過的自動生產(chǎn)線包圍并凈化處理，將潔凈度等級提至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凈度，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。

⑶并裝局部潔凈室（Clean Spot）：將潔凈室等級10,000~100,000之亂流潔凈室內(nèi)之產(chǎn)品制程區(qū)的潔凈度等級提高為10~1000級以上，以為生產(chǎn)之用；潔凈工作臺、潔凈工作棚、潔凈風柜即屬此類。

潔凈工作臺：等級Class 1~100級。

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，采用獨立之HEPA或ULPA及空調(diào)送風機組而成為一較高級之潔凈空間，其等級為10~1000級，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輪，可為彈性運用。

氣流的重要性

潔凈室的潔凈度往往受到氣流的影響，換言之，即人、機器隔間、建筑結(jié)構(gòu)等所產(chǎn)生的塵埃之移動、擴散受到1 .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99.97~99.99995%之多，因此經(jīng)過此過濾器過濾的空氣可說十分干凈。然而潔凈室內(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，即無法保持潔凈空間，因此必須利用氣流將發(fā)生的塵埃迅速排出室外。

2 .風速的控制

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，此氣流速度屬微風區(qū)域，易受人、機器等的動作而干擾趨于混亂、雖提高風速可抑制此一擾亂之影響而保持潔凈度、但因風速的提高，將影響運轉(zhuǎn)成本的增加，所以應(yīng)在滿足要求的潔凈度水準之時，能以***適當?shù)娘L速供應(yīng)，以達到適當?shù)娘L速供應(yīng)以達到經(jīng)濟性效果。

另一方面欲達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，均一氣流若無法保持，表示風速有異，特別是在壁面，氣流會延著壁面發(fā)生渦流作用，此時要實現(xiàn)高潔凈度事實上很困難。

垂直層流式方向要保持均一氣流必須：（a）吹出面的風速不可有速度上的差異；（b）地板回風板吸入面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，氣流則較均一，一般潔凈室，其風速均取在0.25~0.5m/s之間。

3 .影響因素

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，同時對于生產(chǎn)設(shè)備上方氣流的分流點，亦應(yīng)列入考慮因素。

一般操作臺或生產(chǎn)設(shè)備等表面的氣流分流點，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，氣流可從制程區(qū)內(nèi)部流向作業(yè)區(qū)，而將微塵帶走；若分流點配置在制程區(qū)前方，將成為不當?shù)臍饬鞣至�，此時大部份的氣流將流至制程區(qū)之后，作業(yè)員操作所引起的塵埃將被帶到設(shè)備后面，工作臺因而將受到污染，良率也勢必降低。

潔凈室內(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凈度將會較差，在工作桌面鉆上回風孔，將使渦流現(xiàn)象減少***低；組裝材料之選擇是否恰當、設(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。

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

⑴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）。

⑵空調(diào)系統(tǒng)：包括空氣艙、過濾器系統(tǒng)、風車等。

⑶隔墻板（Partitional wall）：包括窗戶、門。

⑷地板：包括高架地板或防靜電舒美地板。

⑸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，但無論是何種構(gòu)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。

1 .工業(yè)潔凈室

以無生命微粒的控制為對象。主要控制空氣塵埃微粒對工作對象的污染，內(nèi)部一般保持正壓狀態(tài)。它適用于精密機械工業(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)。

2 .生物潔凈室

主要控制有生命微粒（細菌）與無生命微粒（塵埃）對工作對象的污染。又可分為：

A、 一般生物潔凈室：主要控制微生物（細菌）對象的污染。同時其內(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、 生物學安全潔凈室：主要控制工作對象的有生命微粒對外界和人的污染。內(nèi)部要保持與大氣的負壓。例：細菌學、生物學、潔凈實驗室、物物工程（重組基因、疫苗制備）。

1、發(fā)塵量

潔凈室內(nèi)的發(fā)塵量，來自設(shè)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；由于金屬半壁（彩鋼夾心板）的應(yīng)用來自建筑表面的發(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，由于服裝材料和樣式的改進，發(fā)塵絕對量也不斷減少。

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：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(jié)構(gòu)表面發(fā)塵量，以地面為準，大約相應(yīng)8平方米地面時的表面發(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、各種化學品和細菌。

5）人類靜止和坐立每分鐘將產(chǎn)生10000個大于0.3微米的微粒。

6）人類在頭部和軀干做動作時每分鐘將產(chǎn)生1000000個大于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個大于0.3微米的微粒。

分析國外試驗資料可以認為：

⑴ 潔凈室內(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

⑵ 咳嗽一次一般為 70~700個/ min.人

噴嚏一次一般為 4000~62000個/ min.人

⑶ 穿平常衣服時發(fā)菌量 3300~62000個/ min.人

⑷ 無口罩發(fā)菌量：有口罩發(fā)菌量 1:7~1:14

⑸ 發(fā)菌量：發(fā)塵量 1:500~1:1000 據(jù)國內(nèi)事例：

⑹ 手術(shù)中人員發(fā)菌量 878個/ min.人

所以，可知潔凈室內(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。

凈化工程是一個應(yīng)用行業(yè)非常廣泛的基礎(chǔ)性配套產(chǎn)業(yè)，在電子信息、半導體、光電子、精密制造、醫(yī)藥衛(wèi)生、生物工程、航天航空、汽車噴涂等眾多行業(yè)均有應(yīng)用，并根據(jù)行業(yè)的精密與無塵要求，等級差別也較大。

目前級別***高的當屬航天航空的航空倉，基本是屬于1級，屬于特殊領(lǐng)域，面積相對較小。

另外對級別要求較高的是生物化學實驗室和高精納米材料生產(chǎn)車間，互聯(lián)網(wǎng)芯片的發(fā)展將是未來需求的一大方向。

詳細參數(shù)

潔凈標準與潔凈等級 (ISO 國際標準）

各粒徑檔***大容許粒子濃度 （顆/m3）

ISO等級 0.1um 0.2um 0.3um 0.5um 1um 5um

1 10 2

2 100 24 10 4

3 1，000 237 102 35 8

4 10，000 2，370 1，020 32 83

5 100，000 23，700 10，200 3，520 832 29

6 1，000，000 237，000 102，000 35，200 8320 293

*點，采用更適合潔凈室原理的圓弧轉(zhuǎn)角；

第二點，系統(tǒng)自動控制運行，雙門電子互鎖，并設(shè)有光電感應(yīng)器，單向通道風淋室，從非潔凈區(qū)進入，關(guān)門后紅外線感應(yīng)有人就吹淋，吹淋后入門鎖閉，只能從出門走出風淋室；

第三點，整體冷軋鋼板制作，外表面靜電噴塑處理；

第四點，門、底板、噴嘴均采用不銹鋼制造，美觀大方；

第五點，軟鍵觸按式時間繼電器，LED顯示及設(shè)置吹淋時間，范圍在10-99s可調(diào)，吹淋時雙門自動鎖閉；

第六點，采用初、高效兩級過濾系統(tǒng)，有隔板高效過濾器，過濾效率為：99.99%，確保凈化級別；

第七點，風嘴出風口風速高達25m/s以上，吹到人體上風速18m/s以上；

第八點，采用EVA密封材料，密閉性能高。

為了避免和減少潔凈室從業(yè)人員對潔凈室造成的污染。任何潔凈室工作以外的人員，在與潔凈室工作人員捷星接觸談話時，要將自己背對過去，因為口鼻會向注視的方興散發(fā)污染。

做到口鼻不對潔凈室的工作區(qū)。

如果出現(xiàn)咳嗽或者打噴嚏的情況，要做到背對潔凈室的工作區(qū)用手套掩住，然后及時更換手套。情況嚴重的者應(yīng)立即離開潔凈室區(qū)域，并向領(lǐng)導報告。

潔凈室內(nèi)不得放置于潔凈室工作無關(guān)的物品。潔凈室工作物品要排放有序。

當設(shè)備不能正常運轉(zhuǎn)的時候，不要私自維修，要向領(lǐng)導報告，等*人員對潔凈室進行維修。

患有呼吸道疾病的人，由于會對潔凈室的空氣造成污染，故不能進入潔凈室工作

患有結(jié)膜炎或者其他產(chǎn)生分泌物的病癥，或者患有皮膚類疾病的人員都是不適合在潔凈室工作的。

另外需要注意的，潔凈室的工作人員要對自己的口腔衛(wèi)生，保持注意。潔凈室工作人員要定期的進行身體健康狀況的檢查。