洁净实验室
洁净室是半导体制造、精密加工行业、生命科学以及任何其他对环境污染高度敏感的领域的必需品。
洁净室的范围可以从非常小到非常大。一方面,单个用户实验室可以按照几平方米的洁净室标准建造,另一方面,整个制造设施可以包含在工厂地板占地数千平方米的洁净室中。在大和小之间,还有模块化的洁净室。有人认为,他们降低了扩展技术的成本,并且不易受到灾难性故障的影响。在如此广泛的应用领域下,并非每个洁净室都是一样的。例如,半导体制造中使用的房间不必是无菌的(即没有不受控制的微生物);[6],而生物技术中使用的那些通常必须是。反之亦然,用于生物技术的那些不需要绝对纯净的纳米级无机盐,例如铁锈,而纳米技术绝对需要它。因此,所有洁净室的共同点是对空气中颗粒物的严格控制,可能对空气,表面,进入房间的工人,工具,化学品和机械进行二次净化。有时,离开隔室的颗粒物也值得关注,例如在对危险病毒的研究中,或者在处理放射性物质的地方。
根据气流的流动状态分,主要有以下三种气流分布的洁净室:
(1) 非单向流洁净室:以前常称为乱流型洁净室,室内的气流并不都按单一方向流动。非单向流洁净室有几个共同的特点:终端过滤器(高效或亚高效)尽量接近洁净室,它可以就是送风口或直接连送风口,也可以接到房间的送风静压箱上;回风口均设在洁净室的下部,目的是避免出现“扬灰”现象。非单向流洁净室中都有涡流存在,不适宜用于高洁净度的洁净室中,宜用于6~9级的洁净室中。
(2) 单向流洁净室:单向流洁净室气流的特征是流线平行,以单一方向流动,并且在断截面上风速一致,有垂直单向洁净室,准垂直单向流,水平单向流洁净室等。
(3) 矢量洁净室:在房间的侧上角送风,采用扇形高效过滤器,也可以用普通高效过滤器配扇形送风口,在另一侧的下部设回风口,房间的高长比一般在0.5~1之间为宜。这种洁净室也可以达到5级(100级)洁净度。 洁净室的流型基本上是上述三种类型,但是实际应用时可演变出很多形式。洁净室可以是单向流和非单向流组合在一起的混合流型,以在局部区域(单向流部分)实现高级别的洁净室。例如,在洁净室中设水平单向流的“隧道”(一侧敞开),洁净室的其余部分是涡流的单向流流型,从而实现“隧道”部分达到5级以上洁净度,工作台就设在“隧道内”。
按受控粒子的性质划分
(1)工业洁净室:受控粒子为尘埃等非生物粒子的洁净室。
(2)生物洁净室:受控粒子为生物粒子的洁净室。
洁净室要达到洁净等级,必须有综合措施,其中包括工艺布置、建筑平面、建筑构造、建筑装修、人员和物料净化、空气洁净措施、维护管理等。其中空气洁净措施是实现洁净等级的根本保证。就空气洁净而言,主要有以下几项具体措施 :
(1) 对洁净室的送风必须是有很高洁净度的空气。因此,必须选用高效或亚高效过滤器(洁净级别低时)作为终端过滤器,对进入洁净室的空气,进行最后一级过滤。为保护终端过滤器和延长其寿命,必须使空气先经中效过滤器进行过滤。
(2) 根据洁净室的等级,合理选择洁净室的气流分布流型,在工作区应避免涡流区;尽量使送入房间的洁净度高的空气直接到达工作区;气流的流动有利于洁净室内的微粒从回风口排走。
(3) 有足够的风量,既为了稀释空气的含尘浓度,又保证有稳定的气流流型。 (4)不同等级的洁净室、洁净室与非洁净室或洁净室与室外之间均应保持一定的正压值。