淨化工程與潔淨工程有什麽區別(特點、優點和缺點)
淨化工程與(yu) 潔淨工程有什麽(me) 區別(特點、優(you) 點和缺點)
淨化工程與(yu) 潔淨工程是指控製產(chan) 品 (如矽芯片等) 所接觸大氣的潔淨度及溫濕度，使產(chan) 品能在一個(ge) 良好的環境空間中生產(chan) 、製造。此環境空間的設計施工過程即可稱為(wei) 淨化工程。
淨化工程與(yu) 潔淨工程原理：
亂(luan) 流潔淨室
亂(luan) 流潔淨室的主要特點是從(cong) 來流到出流（從(cong) 送風口到回風口）之間氣流的流通截麵是變化的，潔淨室截麵比送風口截麵大得多，因而不能在全室截麵或者在全室工作區截麵形成勻速氣流。
所以，送風口以後的流線彼此有很大或者越來越大的夾角，曲率半徑很小，氣流在室內(nei) 不可能以單一方向流動，將會(hui) 彼此撞擊，將有回流、旋渦產(chan) 生。
這就決(jue) 定亂(luan) 流潔淨室的流態實質是：突變流；非均勻流。
這比用紊流來描述亂(luan) 流潔淨室更確切、更全麵。紊流主要決(jue) 定於(yu) 雷諾數，也就是主要受流速的影響，但是如果采用一個(ge) 高效過濾器頂送的送風形式，則即使流速極低，也要產(chan) 生上述各種結果，這就因為(wei) 它是一個(ge) 突變流和非均勻流。
因此這種情況下不僅(jin) 有流層之間因紊流流動而發生的摻混，而且還有全室範圍內(nei) 的大的回流、旋渦所發生的摻混。
單向流潔淨室
單向流潔淨室一般有兩(liang) 種類型，即水平流和垂直流。在水平流係統中，氣流是從(cong) 一麵牆流向另一麵牆。在垂直流係統中，氣流是從(cong) 吊頂流向地麵。
對要求潔淨室的懸浮粒子濃度或微生物濃度更低的場合，就使用單向氣流。以前稱這類潔淨室為(wei) “層流”潔淨室。
單向流和層流的名稱均說明了其氣流的狀況：氣流以一個(ge) 方向流動（或是垂直的或是水平的），並以一般是0.3米/秒至0.5米/秒（60英尺/分鍾至100英尺/分鍾）的均速流過整個(ge) 空間。由滿布潔淨室吊頂的高效過濾器向室內(nei) 送風。氣流有如一個(ge) 空氣活塞，向下流經室內(nei) ，帶走汙染物，然後從(cong) 地麵排出。又在與(yu) 外部的一些新鮮空氣混合後，再循環至高效過濾器。
人員和工藝所產(chan) 生的懸浮汙染可立即被這種空氣清除掉，而紊流通風係統采用的是混合與(yu) 稀釋原理。在一間沒有任何障礙物的空房間，單向流用比前麵提到的低得多的風速，就可以很快將汙染物清除。但在一個(ge) 操作間，機器以及機器周圍走動的人員，會(hui) 對氣流形成障礙。
障礙物可以使單向流變成紊流，從(cong) 而在障礙物周圍形成氣流團。人員的活動也可以使單向流變成紊流。在這些紊流中，由於(yu) 風速較低，空氣稀釋程度較小，從(cong) 而使得汙染濃度較高。
因此，必須將風速保持在0.3米/秒至0.5米/秒（60英尺/分鍾至100英尺/分鍾）的範圍裏，以便使中斷的單向流能快速恢複，充分稀釋障礙物周圍紊流區的汙染。用風速可以正確地表示出單向流，因為(wei) 風速越高室內(nei) 就越潔淨。
而每小時換氣次數與(yu) 房間的體(ti) 積有關(guan) ，如吊頂的高低，因此不適合用來表示單向流。單向流室內(nei) 的送風量是紊流室的很多倍（10到100倍）。
淨化工程與(yu) 潔淨工程控製：
潔淨室中的溫濕度控製
潔淨空間的溫濕度主要是根據工藝要求來確定，但在滿足工藝要求的條件下，應考慮到人的舒適度感。
隨著空氣潔淨度要求的提高，出現了工藝對溫濕度的要求也越來越嚴(yan) 的趨勢。具體(ti) 工藝對溫度的要求以後還要列舉(ju) ，但作為(wei) 總的原則看，由於(yu) 加工精度越來越精細，所以對溫度波動範圍的要求越來越小。
例如在大規模集成電路生產(chan) 的光刻曝光工藝中，作為(wei) 掩膜板材料的玻璃與(yu) 矽片的熱膨脹係數的差要求越來越小。
直徑100 um的矽片，溫度上升1度，就引起了0.24um線性膨脹，所以必須有±0.1度的恒溫，同時要求濕度值一般較低，因為(wei) 人出汗以後，對產(chan) 品將有汙染，特別是怕鈉的半導體(ti) 車間，這種車間溫度不宜超過25度，濕度過高產(chan) 生的問題更多。
相對濕度超過55%時，冷卻水管壁上會(hui) 結露，如果發生在精密裝置或電路中，就會(hui) 引起各種事故。相對濕度在50%時易生鏽。
此外，濕度太高時將通過空氣中的水分子把矽片表麵粘著的灰塵化學吸附在表麵難以清除。相對濕度越高,粘附的越難去掉，但當相對濕度低於(yu) 30%時，又由於(yu) 靜電力的作用使粒子也容易吸附於(yu) 表麵，同時大量半導體(ti) 器件容易發生擊穿。
對於(yu) 矽片生產(chan) 最佳濕度範圍為(wei) 35—45%。
氣壓規定對於(yu) 大部分潔淨空間，為(wei) 了防止外界汙染侵入，需要保持內(nei) 部的壓力（靜壓）高於(yu) 外部的壓力（靜壓）。
壓力差的維持一般應符合以下原則：
1、潔淨空間的壓力要高於(yu) 非潔淨空間的壓力。
2、潔淨度級別高的空間的壓力要高於(yu) 相鄰的潔淨度級別低的空間的壓力。
壓力差的維持依靠新風量，這個(ge) 新風量要能補償(chang) 在這一壓力差下從(cong) 縫隙漏泄掉的風量。所以壓力差的物理意義(yi) 就是漏泄（或滲透）風量通過潔淨室的各種縫隙時的阻力。
潔淨室中的氣流速度規定這裏要討論的氣流速度是指潔淨室內(nei) 的氣流速度，在其他潔淨空間中的氣流速度在討論具體(ti) 設備時再說明。
對於(yu) 亂(luan) 流潔淨室 由於(yu) 主主要靠空氣的稀釋作用來減輕室內(nei) 汙染的程度，所以主要用換氣次數這一概念，而不直接用速度的概念，不過對室內(nei) 氣流速度也有如下要求；
(1)送風口出口氣流速度不宜太大，和單純空調房間相比，要求速度衰減更快，擴散角度更大。
(2)吹過水平麵的氣流速度（例如側(ce) 送時回流速度）不宜太大，以免吹起表麵微粒重返氣流，而造成再汙染，這一速度一般不宜大幹0.2m/s。
對於(yu) 平行流潔淨室《習(xi) 慣上稱層流潔淨室，由於(yu) 主要靠氣流的“活塞打擠壓作用排除行染，所以截麵上的速度就是非常重要的指標。過去都參考美國20gB標準，采用0.45m/s．但人們(men) 也都了解到這樣大速度所需要的通風量是極大的，為(wei) 了節能，也都在探求降低風速的可行性。
在我國，《空氣潔淨技術措施》和(潔淨廠房設計規範）都是這樣規定的垂直平行流（層流）潔淨室≥0.25m/s/水平平行流（層流）潔淨室≥0.35 m/s
淨化工程與(yu) 潔淨工程噪聲控製：
潔淨室噪聲標準一般均嚴(yan) 於(yu) 保護健康的標準，目的在於(yu) 保障操作正常進行，滿足必要的談話聯係及安全舒適的工作環境。因此衡量潔淨室的噪聲主要指標是：
1、煩惱的效應
由於(yu) 噪聲，使人感到不安寧而產(chan) 生煩惱情緒，一般分為(wei) 極安靜、很安靜、較安靜、稍嫌吵鬧，比較吵鬧和極吵鬧7個(ge) 煩惱等級。凡反應水平屬於(yu) 很吵鬧和極吵鬧者，即為(wei) 高煩惱，高煩惱人數在總人數中的百分比即為(wei) 高煩惱率。
2、對工作效率的影響這主要看三方麵的反應水平，這三個(ge) 方麵是：集中精神，動作準確性，工作速度；
3、對綜合通訊的幹擾這主要分為(wei) ：清楚或滿意，稍困難，困難，不可能對以上三方麵指標都用A聲級來評價(jia) 。在50年代曾提出用一條頻譜曲線作為(wei) 評價(jia) 標準即各頻帶中心頻率的聲壓級不得超過該曲線。
後來了解到刷A等級來計量噪聲與(yu) 噪聲的語音幹擾和煩惱程度更為(wei) 台適，可以代替倍頻帶聲壓級作為(wei) 評價(jia) 標準的指標。向有很高的要求。
這裏有必要先說明一下無窗潔淨室的照明方式：
(1)一般照明它指不考慮特殊的局部需要，為(wei) 照亮整個(ge) 被照麵積而設置的照明。
(2)局部照明這是指為(wei) 增加某一指定地點（如工作點）的照度而設置的照明。但在室內(nei) 照明由一般不單獨使用局部照明。
(3)混合照明這是指工作麵上的照度由一般照明和局部照明合成的照明，其中一般照明的照度按《潔淨廠房設計規範》應占總照度的10%—15%，但不低幹150LX。 單位被照麵積上接受的光通量即是照明單位勒克斯(LX)。
國外潔淨室的強度要求極高，例如美國關(guan) 於(yu) 潔淨室的幾個(ge) 標準的要求是人工光300lx有較好的效果，當工件精細程度更高時，500x也是允許的。對於(yu) 要紅燈照明的地方，如電子行業(ye) 的光刻車間，其照度一般為(wei) (25—501x)，用天然光時可允許更高的照度，因而對工作是有利的，所以今後潔淨室的照明既采用人工光也采用天然光可能是有前途的，這也是為(wei) 了節能而出現的一種動向。
防靜電
潔淨室中由於(yu) 靜電引起的的事故屢有發生，因此潔淨室的防靜電能力如何已成為(wei) 評價(jia) 其質量的一個(ge) 不可忽視的方麵。
所謂靜電，是由於(yu) 摩擦等原因破壞了物體(ti) 中正(+)負<一）電荷等量的均勻的電中性狀態，而使電荷過剩，物體(ti) 呈帶電狀態，由於(yu) 這些電荷平時是不流動的，故稱靜電。
在潔淨室內(nei) 靜電導致的事故有以下幾方麵；
1、靜電電引起的靜電電擊，引起人的不安全和恐懼感，並可造成二次傷(shang) 害(例如人因受電擊而摔倒，由摔倒又致傷(shang) )；
2、靜電放電引起的放電電流，可導致諸如半導體(ti) 元件等破壞和誤動作，例如將50塊P- MOS電路放在塑料袋內(nei) ，搖晃數次後，與(yu) 非門柵極嚴(yan) 重擊穿者計39塊，失效率競達78%，這是因為(wei) 半導體(ti) 器件對靜電放電十分靈敏；
3、靜電放電產(chan) 生的電磁波可導致電子儀(yi) 器和裝置的雜音和誤動作；
4、靜電放電的發光可導致照相肢片等感光破壞；
5、靜電的力學現象可導致篩孔被粉塵堵塞，紡紗線紛亂(luan) ，印刷品深淺不均和製品汙染；
靜電事故的產(chan) 生主要在於(yu) 靜電的產(chan) 生和積累，而氣流的流動，氣流和管道、風口、過濾器等摩擦，人體(ti) 和衣服的摩擦，衣服之間的摩擦，工藝上的研磨，噴塗、射流、洗滌、攪拌、粘合和剝離等操作，所有選些都可能產(chan) 生靜電，在一般情況下，越是電導率小的非導體(ti) （絕緣體(ti) ），由於(yu) 電荷產(chan) 生後不易流動，因此表現為(wei) 越容易帶電。
靜電問題所以在潔淨室中特別嚴(yan) 重，是因為(wei) 不但在潔淨室中具備前述產(chan) 生靜電的多種工藝因素，而且因為(wei) 潔淨室中的許多材料如塑料地麵、牆麵，尼龍、的確良等工作服都有很高的電阻率，都極易產(chan) 生靜電和集聚靜電，在潔淨室的靜電災害未被重視以前，這些材料料是被廣泛采用的。
淨化工程與(yu) 潔淨工程作用：
控製產(chan) 品 (如矽芯片等) 所接觸之大氣的潔淨度及溫濕度，使產(chan) 品能在一個(ge) 良好之環境空間中生產(chan) 、製造。此空間的設計施工過程即可稱為(wei) 淨化工程。
淨化工程與(yu) 潔淨工程分類
亂(luan) 流式 (Turbulent Flow)空氣由空調箱經風管與(yu) 潔淨室內(nei) 之空氣過濾器(HEPA) 進入潔淨室，並由潔淨室兩(liang) 側(ce) 隔間牆板或高架地板亂(luan) 流式回風。
氣流非直線型運動而呈不規則之亂(luan) 流或渦流狀態。此型式適用於(yu) 潔淨室等級1,000-100,000級。
淨化工程與(yu) 潔淨工程優(you) 點：
構造簡單、係統建造成本低，潔淨室的擴充比較容易，在某些特殊用途場所，可並用無塵工作台，提高潔淨室等級。
淨化工程與(yu) 潔淨工程缺點：
亂(luan) 流造成的微塵粒子於(yu) 室內(nei) 空間飄浮不易排出，易汙染製程產(chan) 品。另外若係統停止運轉再激活，欲達需求之潔淨度，往往須耗時相當長一段時間。
層流式空氣氣流運動成一均勻之直線型，空氣由覆蓋率100%之過濾器進入室內(nei) ，並由高架地板或兩(liang) 側(ce) 隔牆板回風。此型式適用於(yu) 潔淨室等級需定較高的環境使用，一般其潔淨室等級為(wei) Class1~100。其型式可分為(wei) 二種：
(1)水平層流式：水平式空氣自過濾器單方向吹出，由對邊牆壁之回風係統回風，塵埃隨風向排出室外，一般在下流側(ce) 汙染較嚴(yan) 重。
優(you) 點：構造簡單，運轉後短時間內(nei) 即可變成穩定。
缺點：建造費用比亂(luan) 流式高，室內(nei) 空間不易擴充。
(2)垂直層流式：房間天花板完全以ULPA過濾器覆蓋，空氣由上往下吹，可得較高之潔淨度，在製程中或工作人員所產(chan) 生的塵埃可快速排出室外而不會(hui) 影響其它工作區域。
優(you) 點：管理容易，運轉開始短時間內(nei) 即可達穩定狀態，不易為(wei) 作業(ye) 狀態或作業(ye) 人員所影響。
淨化工程與(yu) 潔淨工程缺點：
構造費用較高，彈性運用空間困難，天花板之吊架相當占空間，維修更換過濾器較麻煩。
複合式(Mixed Type)
複合式為(wei) 將亂(luan) 流式及層流式予以複合或並用，可提供局部超潔淨之空氣。
(1)潔淨隧道(Clean Tunnel)：以HEPA或ULPA過濾器將製程區域或工作區域100%覆蓋使潔淨度等級提高至10級以上，可節省安裝運轉費用。此型式需將作業(ye) 人員之工作區與(yu) 產(chan) 品和機器維修予以隔離，以避免機器維修時影響工作及品質。ULSI製程大都采用此種型式。
潔淨隧道另有二項優(you) 點：
A.彈性擴充容易；
B.維修設備時可在維修區輕易執行。
(2)潔淨管道(Clean Tube)：將產(chan) 品流程經過的自動生產(chan) 線包圍並淨化處理，將潔淨度等級提至100級以上。因產(chan) 品和作業(ye) 員及發塵環境相互隔離，少量之送風即可得到良好之潔淨度，可節省能源，不需人工的自動化生產(chan) 線為(wei) 最適宜使用。藥品、食品業(ye) 界及半導體(ti) 業(ye) 界均適用。
(3)並裝局部潔淨室(Clean Spot)：將潔淨室等級10,000~100,000之亂(luan) 流潔淨室內(nei) 之產(chan) 品製程區的潔淨度等級提高為(wei) 10~1000級以上，以為(wei) 生產(chan) 之用；潔淨工作台、潔淨工作棚、潔淨風櫃即屬此類。
潔淨棚：為(wei) 在亂(luan) 流式之潔淨室空間內(nei) 以防靜電之透明塑料布圍成一小空間，采用獨立之HEPA或ULPA及空調送風機組而成為(wei) 一較高級之潔淨空間，其等級為(wei) 10~1000級，高度在2.5米左右，覆蓋麵積約10m2以下，四支支柱並加裝活動輪，可為(wei) 彈性運用。