无尘车间培训教材

摘 要 一、洁净室基础知识 三、洁净室管控手段 二、洁净室设计简介 四、洁净室人员管理 1.洁净室定义 1.监测采样 2.相关术语 摘 要 一、洁净室基础知识 1.洁净室定义 2.相关术语 3.洁净等级标准 4.感性认知 三、洁净室管控手段 1.监测采样 2.制定监测表 二、洁净室设计简介 1、洁净室分类（形式） 2、洁净室设计基础 气流组织型式及换气次数 滤网过滤流程 送风量及FFU数量计算 滤网寿命 温湿度控制 正压 四、洁净室人员管理 1、洁净室最主要的污染源 发尘源及量 人的污染--发菌量 2、洁净室人员管理规定

洁净室之定义 洁净室(Clean Room),也称为无尘室。  　 洁净室是指能将一定空间范围内之空气中的悬浮微粒、细菌等污染物排除，并将室内之温湿度、洁净度、压力、气流速度及静电等影响生产之环境因素控制在某一设计需求范围内，而给予特别设计的房间。亦即不论外面空气条件如何变化，其室内均能具有维持所设定的洁净度、温湿度及压力等生产所需环境因素性能的特性。  　　因此，洁净室是保证诸如医药、半导体、太阳能电池板等对环境要求较高之行业进行批量生产所必备之条件要求。  

相关术语 悬浮微粒 ：一般指悬浮于空气中的固态和液态微粒，其粒径尺寸范围约在0.1～5μm 之间。 洁净度 ：用以表征单位体积空间内空气中所含微粒大小及数量的多少，是区分空间洁净程度的标准。 气闸室：设置在洁净室出入口，阻隔室外或邻室污染气流和压差控制而设置的缓冲间。 风淋室：气闸室的一种，通过安装风机、过滤网及控制系统等对入室人员进行周身吹扫通道，它是减少外来污染的有效途径之一。 洁净工作服 ：为把工作人员产生的粒子限制在最小程度所使用的发尘量少的洁净服装。 高效空气过滤器 HEPA ：在额定风量下，对粒径大于等于0.3μm 粒子的捕集效率在99.9%以上及气流阻力在250Pa 以下的空气过滤器。 超高效空气过滤器 ：在额定风量下，对粒径0.1～0.2μm 粒子的捕集效率在99.999%以上及气流阻力在280Pa 以下的空气过滤器。

洁净度等级标准 国家标准GB50073-2001 式中 ：Cn—大于或等于要求粒径的粒子最大允许浓度(pc/m3)。 数可以按0.1 为最小允许递增量。 D—要求的粒径(μm)。 0.1—常数，其量纲为μm。

美国联邦标准（USA Federal Standard）209E（1992年） 1m3=35.3ft3。 对照我国标准及美国标准可以看出，我国的3级标准与美国的1级标准相当。从而可以看出随着半导体行业从um量级向nm量级发展的过程中，洁净室等级要求也越来越高。 但目前半导体行业中普遍采用的均为千级（6级）或万级（7级），只有局部区域的高自动化作业才要求百级（5级）甚至更高。

感性认知 一般微粒粒径对比 0.3μm 微尘粒径 肉眼可视 (5μm) 人类头发 (15μm)

感性认知 一般自然界气体等级 外大气层 大气层 田园地带 街市区 工业地带 1,000 10,000 100,000 1,000,000 10,000,000

洁净室之分类(按形式）   1.乱流式  空气由空调箱经风管与洁净室内之空气过滤器(HEPA)进入洁净室，并由洁净室两侧隔间墙板或高架地板回风。气流非直线型运动而呈不规则之乱流或涡流状态。此型式适用于洁净室等级1,000-100,000级。 优点：构造简单、系统建造成本低，洁净室扩充比较容易 缺点：乱流造成的微尘粒子于室内空间飘浮不易排出，易污染制程产品。另外若系统停止运转再激活，欲需达到设定要求之洁净度，往往须耗时相当长一段时间。 非单方向流方式

适用洁净等级 1,000-100,000级 乱流式典型结构形式

2.层流式 层流式空气气流运动成一均匀直线形，空气过滤器进入室内，并由高架地板或两侧隔墙板回风，此型式适用于洁净室等级需求较高之环境使用，一般其洁净室等级为Class 1~100。其型式可分为二种： (1)水平层流式：水平式空气自过滤器单方向吹出，由对边墙壁之回风系统回风，尘埃随风向排出室外，一般在下流侧污染较严重。 优点：构造简单，运转后短时间内即可达到要求，稳定运转。 缺点：建造费用比乱流式高，室内空间不易扩充。 (2)垂直层流式：空气由上往下吹，可得较高之洁净度，在制程中或工作人员所产生的尘埃可快速排出室外而不会影响其它工作区域。 优点：管理容易，运转开始短时间内即可达稳定状态，不易为作业状态或作业人员所影响。 缺点：构造费用较高，弹性运用空间困难，天花板之吊架相当占空间，维修更换过滤器较麻烦。 FFU 垂直单方向流方式

适用洁净等级 1-100级 层流式典型结构形式

3.复合式 混流方式 复合式为将乱流式及层流式予以复合或并用，可提供局部超洁净之空气。 (1)洁净隧道(Clean Tunnel)：以HEPA或ULPA过滤器将制程区域或工作区域100%覆盖使洁净度等级提高至10级以上，可节省安装运转费用。此型式需将作业人员之工作区与产品和机器维修予以隔离，以避免机器维修时影响了工作及品质。洁净隧道另有二项优点：A.弹性扩充容易； B.维修设备时可在维修区轻易执行。 (2)洁净管道(Clean Tube)：将产品流程经过的自动生产线包围并净化处理，将洁净度等级提至100级以上。因产品和作业员及发尘环境相互隔离，少量之送风即可得到良好之洁净度，可节省能源，不需人工的自动化生产线为最适宜使用。药品、食品业界及半导体业界均适用。 (3)并装局部洁净室(Clean Spot)：将洁净室等级10,000~100,000之乱流洁净室内之产品制程区的洁净度等级提高为10~1000级以上。 混流方式

适用洁净等级 10-100000级并装 复合式典型结构形式

洁净室设计基础 气流组织型式及换气次数 空气洁净度 100级 10000级 100000级 大于100000级 气流流型 垂直单向流 水平单向流 非单向流 气 流 组 织 型 式 主要 送风 方式 1.顶送(高效过滤器占顶棚面积≥60%) 2.侧布高效过滤器顶棚设阻尼层送风 1.侧送(送风墙满布高效过滤器) 2.侧送(高效空气过滤器占送风墙面积≥40%) 1.顶送 2.上侧墙送风 回风 1.相对两侧墙下部均布回风口 2.格棚地面回风 1.回风墙满布回风口 2. 回风墙局部布置回风口 1.单侧墙下部布置回风口 2. 走廊回风(走廊内均布回风口或端部集中回风) 1.单侧墙下部布置回风口 2.走廊回风(走廊内均布回风口或端部集中回风) 3.顶部布置回风口(有粉尘和有害物质的洁净室除外) 1.单侧墙下部布置回风口 2.走廊回风(走廊内均布回风口或端部集中回风) 3.顶部布置回风口(室内粉尘量大和有害物质的洁净室除外) 送 风 量 气流流经室内断面风速(m/s) 不小于0.25 不小于0.5 换气次数(次/h) 不小于25 不小于15 不小于12

气流流型及换气次数 —摘自GB50073-2001

洁净室设计基础 15μm 过滤网设计 1μm 0.5μm 0.3μm 0.1μm 头发断面 肉眼可见 5μm 99.99%@0.3um 90~95% 99.99%@0.3um 99.999%@0.1~0.3um Pre-filter Bag-filter HEPA filter HEPA filter FAN Filter HEPA/ ULPA CR 工作区域 1μm 0.5μm 0.3μm 0.1μm 比色法效率测试:    比色法效率也称ASHRAE（美国采暖、制冷与空调工程师协会标准）效率，试验尘源为高浓度标准人工尘，测量尘源为大气尘。“量“为测量阶段采样滤纸的通光量。每经过一段发尘试验，测量不发尘时过滤器前后采样滤纸通光量的差别，用特定计算方法得出所谓”过滤效率“。比色法效率是试验全过程各测量阶段效率依发尘阶段发尘量的加权平均值。 头发断面 15μm 肉眼可见 5μm

送风量及FFU数量计算 1.洁净室的新鲜送风量应取以下两项中的最大值: a.补偿室内排风量和保证室内正压值所需空气量之和Q1; b.保证洁净室工作人员所需足够的新鲜空气量Q2(依据<洁净厂房设计规范>每人每小时新风量不小于40m3); Q=Max(Q1&Q2)或 Q=Max( Q1&Q2 )+ Q泄漏量 Q泄漏量=µA(ΔP)0.5 µ-泄漏系数,A-泄漏面积, ΔP-压差; 2.FFU数量=QS/QFFU额定风量, QS=V*ACH (V-房间体积;ACH-换气次数.)

滤网的使用寿命 当过滤网达到额定容尘量的时候即需要更换. T=P/N1*10-3Qtη T-过滤器使用寿命；（d） P-过滤器容尘量;(g) N1-过滤器前空气含尘浓度;(mg/m3) Q-过滤器的风量;(m3/h) t- 过滤器一天的工作时间;(h) η- 计算过滤器的计重效率. 此外、在下列任何一种情况下，应更换高效空气过滤器: 1 气流速度降到最低限度。即使更换初效、中效空气过滤器后， 气流速度仍不能增大。 2 高效空气过滤器的阻力达到初阻力的1.5～2 倍。 3 高效空气过滤器出现无法修补的渗漏。

温湿度控制 无尘室 外气空调箱 初级滤网 預冷盘管 預热盘管 冷却盘管 加热盘管 送风机组 初级滤网 中级滤网 ＨＥＰＡ 逆止风门 加湿器 截水器 无尘室 外气空调箱

正压 Class1K Class10K CR P1=P+10~20Pa P + + + P1+10Pa P1+5Pa 外界 + + + 通常无尘室均需維持正压以防止外部污染流入,并有利于内部微尘的排出。正压值一般遵循以下两条设计： 1、不同等级的洁净室以及洁净区与非洁净区之间的压差，应不小于5Pa； 2、洁净厂房室内与室外的压差应不小于10Pa，一般为10~20Pa。 (1Pa=1N/m2)

洁净室管控手段 制定监测表

测试采样 1、方法 计数浓度法 2、仪器 光散射粒子计数器 3、采样点布置 a）采样点一般在离地面0.8m高度的水平面上均匀布置。 b）采样点多于点时，可以在离地面0.8m～1.5m高度的区域内分层布置 4、最小采样量 面积m2 洁净度级别 1000 10 000 100 000 〈10 2～3 2 2 ≥10～ 〈20 4 2 2 ≥20～〈40 8 2 2 ≥40～〈100 16 4 2 ≥100～〈200 40 10 3 ≥200～〈400 80 20 6 ≥400～〈1000 160 40 13 ≥1000 ～〈2000 400 100 32 2000 800 200 63

洁净人员管理 发尘源及量： 1、产品及设施 无尘室内的发尘量，来自设备的可考虑通过局部排风排除，不流入室内； 　1、产品及设施 无尘室内的发尘量，来自设备的可考虑通过局部排风排除，不流入室内； 产品，材料等在运送过程中的发尘与人体发尘量相比，一般极小，可忽略； 由于金属墙壁（彩钢夹心板）的应用来自建筑表面的发尘也很少，一般占10%以下。 2、人 发尘主要来自人，占90%左右。在人的发尘量上，由于服装材料和样式的改进，发尘绝对量也在不断减少。 　　A、材质：棉质发尘量最大，以下依次为的确良、去静电纯涤纶、 尼龙； 　　B、样式：大挂式发尘量最大，上下分装型次之，全罩型最少； 　　C、活动：动作时的发尘量一般达到静止时间3-7倍； 　　D、清洗：用溶剂洗涤的发尘量降至用一般水清洗的五分之一。

人的污染—发菌量： 1、人员产生的污染： （1）皮肤：人类通常每四天完成一次皮肤的完全脱换，人类每分钟脱落约1000片 　　1、人员产生的污染： 　　（1）皮肤：人类通常每四天完成一次皮肤的完全脱换，人类每分钟脱落约1000片 皮肤（平均大小为30*60*3微米） 　　（2）头发：人类的头发（直径约为50~100微米）一直在脱落。 　　（3）口水：包括钠、酶、盐、钾、氯化物及食品微粒。 　　（4）日常衣物：微粒、纤维、硅土、纤维素、各种化学品和细菌。 　　（5）人类静止和坐立每分钟将产生10000个大于0.3微米的微粒。 　　（6）人类在头部和躯干做动作时每分钟将产生1000000个大于0.3微米的微粒。 　　（7）人类以0.9m/s的速度行走时每分钟将产生5000000个大于0.3微米的微粒。 　　2、分析国外试验资料显示： 　　（1） 无尘室内当工作人员穿无菌服时： 　　 静止时的发菌量一般为10~300个/min.人 　　 躯体一般活动时的发菌量为 150~1000个/min.人 　　 快步行走时的发菌量为 900~2500个/min.人 　　（2） 咳嗽一次一般为 70~700个/ min.人 　　（3） 喷嚏一次一般为 4000~62000个/ min.人 　　（4） 穿平常衣服时发菌量 3300~62000个/ min.人 　　（5） 无口罩发菌量:有口罩发菌量 1:7~1:14 　　　　所以，洁净间的管理，关键是人员的管理，只有每位员工严格遵守洁净间管理规定，才能真正发挥洁净间的作用，从而有效保证产线的正常运行，减少产品的人为不良率，降低成本，提高企业产品的竞争能力。

洁净室进出人员管理之 八不准 具有下列状况之人员不准进入洁净室： (1)皮肤有晒焦、脱皮剥落、搔痒症者； (2)患有严重型伤风、感冒，打嚏、咳嗽多者； (3)不注重个人卫生，头发脏乱、头皮屑多者； (4)有搔头、挖鼻孔、搓脸、搓皮肤之不良习惯者； (5)涂覆胭脂、粉底或未按规定洗去化妆品、指甲油者； (6)吸烟过量者(烟粒子在说话,呼吸过程中能再次喷出) (7)持有或带有非无尘类物品或相关规定禁止带入洁净室之物品者； (8)未穿或未按规定穿戴好洁净服者；

洁净室入内人员管理之 八注意 进入洁净室的人员应注意以下事项： （1）室内作业人员需严格遵守作业指示要求，按规定步骤操作 设备及产品； （2）室内维修人员需严格遵守洁净室之规定，尽量避免室内进 行切削、打磨甚至钻孔等易产生污染类作业； （3）室内人员禁止打闹、奔跑或进行剧烈性的大动作行为； （4）室内人员禁止聚堆聊天、说笑、玩手机或长时间打电话等 影响环境、工作之行为； （5）室内人员禁止吸烟、吃零食，禁止携带与工作无关之杂物； （6）室内人员严禁不戴手套进行作业或接触产品； （7）室内人员需时刻保持无尘服、鞋、帽等的正确穿戴，严禁在室 内脱衣、换装或进行大动作穿戴整理等； （8）室内人员严禁随意丢放物品、工具、器皿等，应按规定有序放置 于相应规定区域或工具箱内；

洁净室进出人员管理之 八做到 进出洁净室人员应做到： (1)争取每天冲澡、洗头，刮胡须、换衣 ，保持身体清洁； (2)男士不留长发、长指甲，女士不涂胭抹粉、修眉毛、涂指甲； (3)进入洁净室前应洗手，无尘服需严格按要求穿戴，不准将头发 漏在外面，口罩应罩在鼻梁位置； (4)严格遵守无尘室规定，在指定区域更换拖鞋、穿戴无尘服，换下 无尘服应按规定折叠整齐或挂放指定地点； (5)严格遵守进出通道制度，人员进、出及物料通道要区分清楚，物 料进出需按固定进行操作； (6)进入风淋室，必须严格按规定进行周身吹扫，风听5Sec后才可 进入无尘室； (7)不准穿无尘服走出更衣室，更不允许穿戴无尘服上厕所； (8)争取不将手机带入洁净室，在洁净室内放取手机时应远离产品， 不允许摘下口罩、帽子进行通话。