【正文】 1 潔凈室運(yùn)行管理培訓(xùn) 教材 張利群 二 OO 九年七月 2 潔凈室運(yùn)行管理 培訓(xùn)教材 目 錄 一、空氣凈化的基礎(chǔ)知識 （一）空氣凈化技術(shù)的重要性 （二）潔凈室的應(yīng)用 （三）潔凈室的四大技術(shù)要素 （四）潔凈室的潔凈度等級 （五）潔凈室的分類 （六）潔凈室與一般空調(diào)的差別 （七）工業(yè)潔凈室與生物潔凈室的差別 二、潔凈室運(yùn)行管理的重要性 （一）、潔凈室運(yùn)行管理的重要性 （ 二 ） 、潔凈室的污染源及其控制 三 、潔 凈室的人員 管理 （一）人是潔凈室最大的污染源 （二）設(shè)專職管理機(jī)構(gòu)和專職管理機(jī)人員 （三）對進(jìn) 入 潔凈室 的工作 人員的管理 （四）對進(jìn) 入 潔凈室的維護(hù)和服務(wù)人員的管理 （五） 人員 進(jìn) 出 潔凈室的 管理 （六）對潔凈室工作人員的培訓(xùn) 四 、潔凈工作服 的管理 （一）潔凈工作服的性能要求 （二）潔凈工作服的面料 （三）潔凈工作服與靜電 （ 四 ）潔凈工作服的 縫制 （ 五 ）潔凈工作服的 使用和 管理 （六）潔凈工作服的清洗 五、潔凈室內(nèi)物品的管理 （一）潔凈室內(nèi)物品的管理 （二）潔凈室內(nèi)生產(chǎn)設(shè)備的選擇和布置 （三）潔凈室內(nèi)凈化設(shè)備的管理 （四）潔凈室內(nèi)正壓的管理 （五）潔凈室安全的管理 六 、潔凈室的清掃 （一）潔凈室表面的物理清潔方法 （二）清潔工作的計(jì)劃和安排 （三）清潔工作的頻率 3 七 、潔凈室的竣工調(diào)試和性能檢測 （一） 潔凈室的竣工調(diào)試重要性 （二）竣工調(diào)試 （三）竣工調(diào)試中應(yīng)注意的問題 八 、潔凈室的性能檢測 （一）檢測項(xiàng)目和檢測儀表 （二）各檢測項(xiàng)目的檢測目的 （三）檢測報(bào)告 （四）檢測方法 4 潔凈室運(yùn)行管理培訓(xùn)教材 一、 空氣凈化的基礎(chǔ)知識 （一） 、 空氣凈化技術(shù)的重要 性 ： 空氣凈化和潔凈室技術(shù)是二十世紀(jì)五十年代逐漸形成和發(fā)展起來的一門綜合性和系統(tǒng)性的新興技術(shù)。它是研究產(chǎn)品工藝和科學(xué)實(shí)驗(yàn)與其環(huán)境的關(guān)系，防止產(chǎn)品的生產(chǎn)以及科研的成果受其環(huán)境因素的干擾和影響，保護(hù)被加工的產(chǎn)品和科研的成果不受有害的污染物質(zhì)（氣體，液體，固體等粒子以及有生命和無生命的粒子）污染的專門技術(shù)。對于生物潔凈技術(shù)而言 ,不僅僅是保護(hù)被加工的產(chǎn)品和科研成果，還要保護(hù)操作人員的安全和周圍環(huán)境的安全。 隨著科學(xué)技術(shù)，現(xiàn)代工業(yè)特別是電子工業(yè)（微電子，光電子等），制藥工業(yè)，食品工業(yè)，機(jī)械工業(yè)，化工工業(yè)，光學(xué)、遙 感技術(shù)、納米技術(shù)、激光技術(shù)、國防工業(yè)，航天事業(yè)，醫(yī)療事業(yè)以及生物工程技術(shù)等行業(yè)的飛速發(fā)展，空氣凈化和潔凈室特殊環(huán)境的控制技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)各行各業(yè)的生產(chǎn)和科研中的重要作用和重要地位正日益突出，各行各業(yè)的生產(chǎn)和科研對其潔凈室及其受控環(huán)境的要求也日趨嚴(yán)格，對其環(huán)境的依賴性也日逐增強(qiáng)。特種潔凈的受控環(huán)境已成為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展不可忽視，不可缺少的重要條件。 本章就是對空氣凈化和潔凈室技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用以及潔凈室的設(shè)計(jì)進(jìn)行闡述。 （二） 、潔凈室 及其 應(yīng)用 什么是潔凈室。根據(jù)“潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范” GB 500732022 中名詞解釋，潔凈室就是“室內(nèi)空氣中的懸浮粒子（灰塵、微生物 ?? ）濃度受控的房間。它的建造和使用應(yīng)減少室內(nèi)誘入、產(chǎn)生和滯留粒子。同時(shí)，還要根據(jù)不同生產(chǎn)工藝的要求對室內(nèi)的溫度、濕度、壓力、靜電、振動(dòng)、噪聲等各種參數(shù)也要進(jìn)行控制的房間。” 潔凈室已廣泛地應(yīng)用在電子（微電子、光電子等）、航天、機(jī)械、化工、農(nóng)業(yè)、制藥、醫(yī)療、食品、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物飼養(yǎng)、生物安全和生物工程等各行各業(yè)。并且，隨著科學(xué)技術(shù)和國民經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，潔凈室和潔凈技術(shù)的應(yīng)用將越來越廣泛、越深入、越重要。 （三） 潔凈室四大技術(shù)要素 從潔凈室的建立和 維護(hù)而言，潔凈室有四大技術(shù)要素： A、潔凈室的凈化空調(diào)系統(tǒng)至少應(yīng)有粗效、中效和高效過濾器三級過濾措施。尤其是在終端應(yīng)有高效過濾器（ HEPA）或超高效過濾器（ ULPA）。 B、潔凈室送風(fēng)應(yīng)有足夠的凈化送風(fēng)量。其送風(fēng)量不僅能消除室內(nèi)的余熱和余濕，保證室內(nèi)的溫度和相對濕度，同時(shí)還能消除或稀釋室內(nèi)的粒子污染，保證室內(nèi)的潔凈度要求。 C、潔凈室必須建立和維持必要的相對壓差（正壓或負(fù)壓）。 D、潔凈室應(yīng)有合理的氣流流型，以保證其室內(nèi)的潔凈度和溫、濕度等參數(shù)。 （四） 潔凈室的潔凈度等級 潔凈室潔凈度等級的劃分 在我國 “潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范” GB 500732022 中對潔凈室潔凈度等級已做出了規(guī)定（見下表），這一規(guī)定是采用了國際標(biāo)準(zhǔn) ISO 14644 中的潔凈度等級。目前，我國、歐盟、日本、俄羅斯等國的潔凈度等級均采用或參照上述國際標(biāo)準(zhǔn)來制訂本國或本地區(qū)的潔凈室潔凈度的等級標(biāo)準(zhǔn)。美國也將本國的 FS 209E 中潔凈度等級標(biāo)準(zhǔn)修改為 ISO 14644 標(biāo)準(zhǔn) 5 潔凈室及潔凈區(qū)空氣中懸浮粒子的潔凈度等級（ ISO 14644） 空氣潔凈度等級（ N） ≥ 表中粒徑的最大濃度限值（個(gè) /m3） m m m m 1μ m 5μ m 1 10 2 / / / / 2 100 24 10 4 / / 3 1000 237 102 35 8 / 4 10,000 2370 1020 352 83 / 5 100,000 23700 10,200 3,520 832 29 6 1,000,000 237000 102,000 35,200 8320 293 7 / / / 352,000 83,200 2,930 8 / / / 3,520,000 832,000 29,300 9 / / / 35,200,000 8,320,000 293,000 注：① 每點(diǎn)至少采樣 3 次。 ② 本標(biāo)準(zhǔn)不適用表征懸浮粒子的物理、化學(xué)、放射及生命性。 ③ 根據(jù)工藝要求可確定 1~2 個(gè)粒徑。 ④ 根據(jù)要求粒徑 D 的粒子最大允許濃度由下式確定（粒徑 m~5μ m） )/(10 DC NN ?? 式中 : N — 為潔凈度等級可在 1~9 級中間以 為最小單位遞增量插入。 CN — 大于或等于要求粒徑的粒子最大允許濃度（ PC/m3），以四舍五入至近似的整數(shù)，有效位數(shù)不超過三位數(shù)。 D — 要求的粒徑（ 181。m）。 — 常數(shù)（ 181。m）。 各國潔凈度等級標(biāo)準(zhǔn)和國際標(biāo)準(zhǔn)的比較 各國潔凈度等級標(biāo)準(zhǔn)與國際標(biāo)準(zhǔn) ISO 14644 的比較 國家 國際 標(biāo)準(zhǔn) ISO 14644 中國 標(biāo)準(zhǔn) GB 50073 美國 標(biāo)準(zhǔn) FS 209E 俄國 標(biāo)準(zhǔn) ГОСТ P 50766 日本 標(biāo)準(zhǔn) TIS 9920 德國 標(biāo)準(zhǔn) VDI 2083 英國 標(biāo)準(zhǔn) BS 5295 法國 標(biāo)準(zhǔn) AFN 4410 韓國 標(biāo)準(zhǔn) IS 澳大 利亞 AS 1386 潔 凈 度 等 級 (N) / / / P0 / / / / / / 1 1 / P1 1 / / / M1 / 2 2 / P2 2 1 C / M10 / 3 3 P3 3 2 D / M100 4 4 P4 4 3 E 或 F 4000 M1000 5 5 P5 5 4 G 或 H / M10,000 6 6 P6 6 5 I 400,000 M100,000 35 7 7 P7 7 6 J 4,000,000 M1,000,000 350 8 8 P8 8 7 K / M10,000,000 3500 9 9 / P9 / / L / / / 年限 2022 1992 1995 1989 1990 1989 1991 1989 （ 五 ）潔凈室的分類 潔凈室的分類一般按氣流流型來分，還可按使用用途和主要控制對象來分。 潔凈室按氣流流型分類 6 潔凈室按氣流流型來分類可分為單向流潔凈室、非單向流潔凈室、混合流潔凈室和矢流潔凈室。 A、單向流潔凈室 單向流潔凈室的凈化原理是活塞擠壓原理，是潔凈氣流 將室內(nèi)產(chǎn)生的粒子由一端向另一端以活塞型式擠壓出去，用潔凈氣流充滿潔凈室。單向流潔凈室又可分為垂直單向流潔凈室和水平單向流潔凈室。 ① 垂直單向流潔凈室是在其吊頂上滿布（≥ 80%）高效空氣過濾器，經(jīng)其過濾的潔凈氣流從吊頂用活塞型式以一定的速度，把室內(nèi)的污染粒子向地面擠壓，被擠壓的污染空氣通過地板格柵排出潔凈室，這樣不斷地進(jìn)行循環(huán)運(yùn)行來實(shí)現(xiàn)潔凈室的高潔凈度。垂直單向流潔凈室可創(chuàng)造最高的潔凈度（ 1 級 ~5 級）但是，它的初投資最高、運(yùn)行費(fèi)最高。 ② 水平單向流潔凈室是在其一面墻上滿布（≥ 80%）高效空氣過濾器，被其過 濾的潔凈空氣以一定的速度用活塞型式將污染粒子擠壓到對面的回風(fēng)墻，由回風(fēng)墻排出潔凈室，這樣不斷循環(huán)來實(shí)現(xiàn)高的潔凈度等級。水平單向流可創(chuàng)造 5 級的潔凈度等級。其初投資與運(yùn)行費(fèi)用也低于垂直單向流潔凈室。水平單向流潔凈室與垂直單向流潔凈室比較，其最大的區(qū)別是垂直單向流氣流是由吊頂天花流向地面，所有工作面全部被潔凈的氣流覆蓋。而水平單向流潔凈室的氣流是由送風(fēng)墻流向回風(fēng)墻，因此，氣流在第一工作面潔凈度最高，后面的工作面的潔凈度會(huì)越來越差。 (a)垂直單向流 (b)水平單向流 圖一 單向流氣流流型 B、非單向流潔凈室 非單向流潔凈室的凈化原理是稀釋原理。是用一定量的潔凈空氣來充淡稀釋室內(nèi)產(chǎn)生的污染粒子。潔凈空氣量越多稀釋后的潔凈度就越高。因此潔凈的送風(fēng)量（換氣次數(shù)）不同，室內(nèi)空氣的潔凈度等級也不相同。在“規(guī)范”中規(guī)定： 6 級潔凈室的換氣次數(shù)為 50~60 次 /時(shí)； 7 級潔凈室的換氣次數(shù)為 15~25 次 /時(shí)； 8 級和 9 級潔凈室的換氣次數(shù)為 10~15 次 /時(shí)。潔凈度級別不同其初投資和運(yùn)行費(fèi)也不相同。最常用的非單向流潔 凈室的氣流流型主要有頂送下回、頂送下側(cè)回和頂送頂回。 (a)頂送下回 (b)頂送下側(cè)回 (c)頂送頂回 圖二 非單向流氣流流型 7 C、混合流潔凈室 混合流潔凈室是將垂直單向流和非單向流兩種型式的氣流組合在一個(gè)潔凈室中。混合流潔凈室可大大壓縮垂直單向流的面積，只將其應(yīng)用在必要的關(guān)鍵工序和關(guān)鍵部位中，用大面積的非單向流來替代垂直單向流。這樣不僅大大地節(jié)省建造投資而且也大 大地節(jié)省了運(yùn)行費(fèi)用。這種混合流潔凈室目前廣泛地應(yīng)用在微電子（超大規(guī)模集成電路）的光電子（液晶顯示器 LCD、等離子 PDP、發(fā)光二極管 LED 和薄膜晶體管有源矩陣液晶顯示器 TFTLCD）等大面積高潔凈度等級的電子工業(yè)潔凈廠房中。 圖三 混合流氣流流型 D、矢流潔凈室 矢流潔凈室是用圓弧形高效空氣過濾器構(gòu)成的圓弧形送風(fēng)裝置，經(jīng)圓弧形高效過濾器送出的氣流是放射形的潔凈氣流，流線不產(chǎn)生交叉，灰塵粒子也是被放射形氣流帶到回風(fēng)口，回風(fēng)口設(shè)在對面墻的下側(cè)。矢 流潔凈室可用較少量的潔凈送風(fēng)來實(shí)現(xiàn)較高潔凈度級別（ 5 級）的潔凈室。這種氣流流型在美國和日本較多（在日本稱為對角流），而我國在工程中應(yīng)用較少。 圖四 矢流氣流流型 潔凈室按用途和主要控制對象來分類 按使用用途和主要控制對象潔凈室又可分為工業(yè)潔凈室、生物潔凈室和生物安全實(shí)驗(yàn)室。 A、工業(yè)潔凈室 工業(yè)潔凈室的主要控制對象是灰塵粒子。它廣泛應(yīng)用于電子工業(yè)、光電子工業(yè)、機(jī)械化工工業(yè)、光學(xué)工業(yè)、航天事業(yè)等。 在電子工業(yè)中微電子（集成電路）工業(yè)對潔凈室的 潔凈度級別要求最高。而且，隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，集成度的不斷提高，光刻線寬的不斷變小對潔凈室潔凈度等級的要求也越來越高。 8 根據(jù)國際半導(dǎo)體工業(yè)協(xié)會(huì)（ SIA）對未來集成電路發(fā)展趨勢，以及對潔凈生產(chǎn)環(huán)境中塵?？刂频内厔蓊A(yù)測可以看到微電子工業(yè)對潔凈室潔凈度的要求。 SIA 對集成電路發(fā)展和對潔凈生產(chǎn)環(huán)境控制趨勢的預(yù)測 年代 項(xiàng)目 1995 1998 2022 2022 2022 2022 集成度 64M 256M 1G 4G 16G 64G 線寬（μ m） 控制粒徑（μ m） 空氣中含塵濃度 （個(gè) /m3 m） 114 64 35 20 12 8 潔凈度等級（推薦） 2 1 1 微電子工業(yè)用潔凈室潔凈度級別的實(shí)例 潔凈度 等級 氣流流型 平均風(fēng)速 （ m/s） 換氣次數(shù) （次 /時(shí)） 應(yīng)用實(shí)例 2 單向流 ~ / 光刻、嚴(yán)格密封的半導(dǎo)體加工區(qū) 3 單向流 ~ / 工作區(qū)、半