實(shí)驗(yàn)室凈化潔凈工程

      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(guò)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。 簡(jiǎn)介 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。 潔凈室最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。按照國(guó)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。 每立方米將小于0.3微米粒徑的微塵數(shù)量控制在3500個(gè)以下，就達(dá)到了國(guó)際無(wú)塵標(biāo)準(zhǔn)的A級(jí)。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。0.5uM及以下的微塵數(shù)量被嚴(yán)格控制在每立方英寸1000個(gè)以內(nèi)，這也就是業(yè)內(nèi)俗稱的1K級(jí)別。 形態(tài) 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。 靜態(tài)：各種功能完備、設(shè)定安裝妥當(dāng)，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。 動(dòng)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。 單向流（層流）潔凈室原理 在潔凈室內(nèi)，從送風(fēng)口到回風(fēng)口，氣流流經(jīng)途中的斷面幾乎沒有什么變化，加上進(jìn)風(fēng)靜壓箱和高效過(guò)濾器的均壓均流作用，全室斷面上的流速比較均勻，而至少在工作區(qū)內(nèi)流線單向平行，沒有渦流。這也就是單向流潔凈室的三大特點(diǎn)。這里的流線單向平行，是指時(shí)均流線彼此平行，方向單一。 單向流潔凈室的流態(tài)從雷諾數(shù)判斷是紊流的，所以所謂層流潔凈室的層流和流體力學(xué)上的層流是完全不同的概念。因此，層流潔凈室這個(gè)名詞是不貼切的，國(guó)外某些標(biāo)準(zhǔn)和文章也指出這一點(diǎn)，例如英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)BS-5295就曾把所謂層流潔凈室定義為單向流潔凈室，只是照顧習(xí)慣在括號(hào)中注明為層流。前聯(lián)邦德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)VDl- 2083則用“非紊流的置換流”這一術(shù)語(yǔ)，并在注中指出，層流這一概念只是為了區(qū)別早于層流潔凈室出現(xiàn)的紊（亂）流潔凈室而在當(dāng)時(shí)采用的習(xí)慣用語(yǔ)，“層流系統(tǒng)”的確切意思并不是分層流動(dòng)，而是紊流的置換流，用本章提到的概念是紊流的漸變流。在流體力學(xué)中，這種流動(dòng)狀態(tài)也可稱平行流或單向流。1977年中國(guó)在《空氣潔凈技術(shù)措施》中選用了“平行流”這個(gè)術(shù)語(yǔ)，在該術(shù)語(yǔ)后面同時(shí)也指出習(xí)慣上稱“層流”。 在單向流潔凈室內(nèi)，干凈氣流不是一股或幾股，而是充滿全室斷面，所以這種潔凈室不是靠潔凈氣流對(duì)室內(nèi)臟空氣的摻混稀釋作用，而是靠潔凈氣流推出作用將室內(nèi)臟空氣沿整個(gè)斷面排至室外，達(dá)到凈化室內(nèi)空氣的目的。所以，前聯(lián)邦德國(guó)有人稱單向流潔凈室的氣流為“活塞流”、“平推流”前蘇聯(lián)稱之為“被擠壓的弱空氣射流”。干凈空氣就好比一個(gè)空氣活塞，沿著房間這個(gè)“氣缸”，向前（下）推進(jìn)，而使塵粒只能前（下）進(jìn)，沒有返回，把原有的含塵濃度高的空氣擠壓出房間。 在單向流潔凈室以及單向流凈化設(shè)備中，可以發(fā)現(xiàn)沿壁的和兩個(gè)過(guò)濾器搭接處下方的反向氣流。這種氣流將把下方的污染傳輸?shù)缴喜吭偎拖聛?lái)，破壞了上述“活塞流”的狀態(tài)，危害極大。對(duì)于和外界有開口相通的局部?jī)艋O(shè)備，例如潔凈工作臺(tái)，這種氣流將引射外界污染氣流，在設(shè)計(jì)上一定要減小過(guò)濾器邊框處所占的無(wú)效面積，更要設(shè)法使空間的壁面盡量接近過(guò)濾器有效迭風(fēng)截面。