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(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(méi)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(jiàn)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)。 目前應(yīng)用在芯片級(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。 微塵數(shù)量被嚴(yán)格控制在每立方米 1000 個(gè)以內(nèi)， 這也就是業(yè)內(nèi)俗稱的 1K 級(jí)別。

  一、潔凈室的用途

  1、空氣潔凈室： 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(méi)有操作人員操作的設(shè)備。

  2、靜態(tài)潔凈室： 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(méi)有操作人員。

  3、動(dòng)態(tài)潔凈室： 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。

  二、 潔凈室控管項(xiàng)目

  1、 能除去空氣中飄游之微塵粒子。

  2、 能防止微塵粒子之產(chǎn)生。

  3、 溫度和濕度之控制。

  4、 壓力之調(diào)節(jié)。

  5、 有害氣體之排除。

  6、 結(jié)構(gòu)物與隔間之氣密性。

  7、 靜電之防制。

  8、 電磁干擾預(yù)防。

  9、 安全因素之考慮。

  10、 節(jié)能之考量。

  三、潔凈室分類

  1、亂流式

  空氣由空調(diào)箱經(jīng)風(fēng)管與潔凈室內(nèi)之空氣過(guò)濾器(HEPA) 進(jìn)入潔凈室， 并由潔凈室兩側(cè)隔間墻板或高架地板回風(fēng)。 氣流非直線型運(yùn)動(dòng)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(jí) 1, 000-100, 000 級(jí)。

（1）定義：氣流以不均勻速度不平行流動(dòng)、 伴有回流或渦流的潔凈室。

（2）原理：亂流潔凈室靠送風(fēng)氣流不斷稀釋室內(nèi)空氣， 將污染空氣逐漸稀釋， 來(lái)實(shí)現(xiàn)潔凈的（亂流潔凈室一般設(shè)計(jì)在千級(jí)以上至 30 萬(wàn)級(jí)凈化級(jí)別） 。

（3）特性： 亂流潔凈室是靠多次換氣來(lái)實(shí)現(xiàn)潔凈與潔凈級(jí)別。 換氣次數(shù)決定定義中的凈化級(jí)別（換氣次數(shù)越多，凈化級(jí)別越高）

  1） 自凈時(shí)間： 是指潔凈室按設(shè)計(jì)換氣次數(shù)開始送風(fēng)到潔凈室， 室內(nèi)含塵濃度達(dá)到所設(shè)計(jì)的凈化級(jí)別的時(shí)間。 1, 000 級(jí)希望不超過(guò)20min(分鐘) (可取 15min 計(jì)算) 10, 000 級(jí)希望不超過(guò) 30min(分鐘) (可取 25min 計(jì)算)100, 000 級(jí)希望不超過(guò) 40min(分鐘) (可取 30min 計(jì)算)

  2） 換氣次數(shù)（按上述自凈時(shí)間要求設(shè)計(jì)） 1, 000 級(jí) 43. 5—55. 3 次/小時(shí) (規(guī)范:50 次/小時(shí)) 10, 000 級(jí) 23. 8—28. 6 次/小時(shí) (規(guī)范:25 次/小時(shí)) 100, 000 級(jí) 14. 4—19. 2 次/小時(shí) (規(guī)范:15 次/小時(shí))

  3）優(yōu)點(diǎn)： 構(gòu)造簡(jiǎn)單、 系統(tǒng)建造成本， 潔凈室之?dāng)U充比較容易， 在某些特殊用途場(chǎng)所， 可并用無(wú)塵工作臺(tái)， 提高潔凈室等級(jí)。缺點(diǎn)： 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(yùn)轉(zhuǎn)， 欲達(dá)需求之潔凈度， 往往須耗時(shí)相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間。

  2、層流式

  層流式空氣氣流運(yùn)動(dòng)成一均勻之直線形， 空氣由覆蓋率 100%之過(guò)濾器進(jìn)入室內(nèi)， 并由高架地板或兩側(cè)隔墻板回風(fēng)， 此型式適用于潔凈室等級(jí)需定較高之環(huán)境使用， 一般其潔凈室等級(jí)為 Class 1~100。 其型式可分為二種：

  (1) 水平層流式： 水平式空氣自過(guò)濾器單方向吹出， 由對(duì)邊墻壁之回風(fēng)系統(tǒng)回風(fēng)， 塵埃隨風(fēng)向排出室外， 一般在側(cè)污染較嚴(yán)重。優(yōu)點(diǎn)： 構(gòu)造簡(jiǎn)單， 運(yùn)轉(zhuǎn)后短時(shí)間內(nèi)即可變成穩(wěn)定。缺點(diǎn)： 建造費(fèi)用比亂流式高， 室內(nèi)空間不易擴(kuò)充。

  (2) 垂直層流式： 房間天花板完全以 ULPA 過(guò)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粫?huì)影響其它工作區(qū)域。優(yōu)點(diǎn)： 管理容易， 運(yùn)轉(zhuǎn)開始短時(shí)間內(nèi)即可達(dá)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(diǎn)： 構(gòu)造費(fèi)用較高， 彈性運(yùn)用空間困難， 天花板之吊架相當(dāng)占空間， 維修更換過(guò)濾器

較麻煩。

  3、復(fù)合式

  復(fù)合式為將亂流式及層流式予以復(fù)合或并用， 可提供局部超潔凈之空氣。

  (1) 潔凈隧道：以 HEPA 或 ULPA 過(guò)濾器將制程區(qū)域或工作區(qū)域 100%覆蓋使?jié)崈舳鹊燃?jí)提高至 10 級(jí)以上， 可節(jié)省安裝運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。此型式需將作業(yè)人員之工作區(qū)與產(chǎn)品和機(jī)器維修予以隔離， 以避免機(jī)器維修時(shí)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(xiàng)優(yōu)點(diǎn)： A. 彈性擴(kuò)充容易； B. 維修設(shè)備時(shí)可在維修區(qū)輕易執(zhí)行。

  (2) 潔凈管道：將產(chǎn)品流程經(jīng)過(guò)的自動(dòng)生產(chǎn)線包圍并凈化處理， 將潔凈度

等級(jí)提至 100 級(jí)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(fēng)即可得到良好之潔凈度，可節(jié)省能源，不需人工的自動(dòng)化生產(chǎn)線為適宜使用。 藥品、 食品業(yè)界及半導(dǎo)體業(yè)界均適用。

  (3) 并裝局部潔凈室：將潔凈室等級(jí) 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(jí)提高為 10~1000 級(jí)以上， 以為生產(chǎn)之用； 潔凈工作臺(tái)、 潔凈棚、 裝配式潔凈室、 潔凈衣柜即屬此類。潔凈工作臺(tái)： 等級(jí) Class 1~100 級(jí)。潔凈棚： 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**之HEPA 或 ULPA 及空調(diào)送風(fēng)機(jī)組而成為一較高級(jí)之潔凈空間， 其等級(jí)為 10~1000 級(jí)， 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(dòng)輪， 可為彈性運(yùn)用。

  四、氣流的流動(dòng)

  1、風(fēng)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(fēng)區(qū)域， 易受人、 機(jī)器等的動(dòng)作而干擾趨于混亂、 雖提高風(fēng)速擾亂之影響而保持潔凈度、 但因風(fēng)速的提高， 將影響運(yùn)轉(zhuǎn)成本的增加， 所以應(yīng)在滿足要求的潔凈度水準(zhǔn)之時(shí)， 能以適當(dāng)?shù)娘L(fēng)速供應(yīng)， 以達(dá)到適當(dāng)?shù)娘L(fēng)速供應(yīng)以達(dá)到經(jīng)濟(jì)性效果。另一方面欲達(dá)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(wú)法保持， 表示風(fēng)速有異， 特別是在壁面， 氣流會(huì)延著壁面發(fā)生渦流作用， 此時(shí)要實(shí)現(xiàn)高潔凈度事實(shí)上很困難。垂直層流式方向要保持均一氣流必須：

（1）吹出面的風(fēng)速不可有速度上的差異；

（2）地板回風(fēng)板吸入面之風(fēng)速不可有速度上的差異。 速度過(guò)低或過(guò)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， 目前一般潔凈室， 其風(fēng)速均取在0. 25~0. 5m/s 之間。

  2、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(shí)對(duì)于生產(chǎn)設(shè)備上方氣流的分流點(diǎn)， 亦應(yīng)列入考慮因素。一般操作臺(tái)或生產(chǎn)設(shè)備等表面的氣流分流點(diǎn)， 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(shí)， 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(diǎn)配置在制程區(qū)前方， 將成為不當(dāng)?shù)臍饬鞣至鳎?此時(shí)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(tái)因而將受到污染， 良率也勢(shì)必降低。潔凈室內(nèi)的工作桌等障礙物， 在相接處均會(huì)有渦流現(xiàn)象發(fā)生， 相對(duì)地在其附近之潔凈度將會(huì)較差， 在工作桌面鉆上回風(fēng)孔， 組裝材料之選擇是否恰當(dāng)、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。