无尘室,作为一种高度洁净的生产环境,广泛应用于半导体制造、生物医药、精密仪器等领域。无尘室的系统规划设计是确保其洁净度和生产效率的关键。以下是系统规划设计中五大关键要素的详细解析:

一、洁净度级别

1.1 洁净度定义

洁净度是指空气中悬浮颗粒物的浓度,通常用每立方米空气中颗粒物的数量(个/立方米)来表示。无尘室的洁净度级别越高,生产过程中对环境洁净度的要求就越高。

1.2 洁净度分类

根据国际标准ISO 14644-1,无尘室分为六个级别,从1级到9级,其中1级为最高洁净度级别。

1.3 洁净度选择

在选择无尘室洁净度级别时,需考虑以下因素:

  • 生产工艺:不同生产工艺对洁净度的要求不同,如半导体制造对洁净度的要求较高。
  • 产品特性:对产品特性要求较高的场合,如生物医药,应选择较高洁净度级别的无尘室。
  • 成本控制:洁净度级别越高,建设成本和维护成本也越高。

二、气流组织

2.1 气流类型

无尘室中常见的气流类型有垂直层流、水平层流和混合流。不同气流类型适用于不同的生产场合。

2.2 气流速度

气流速度是影响无尘室洁净度的重要因素。一般而言,气流速度在0.2~0.5米/秒之间较为合适。

2.3 气流分布

合理设计气流分布,确保无尘室内部气流均匀,避免出现气流死角,是提高洁净度的重要措施。

三、空气过滤

3.1 过滤器类型

无尘室中常用的空气过滤器有粗效过滤器、中效过滤器、高效过滤器(HEPA)和超高效过滤器(ULPA)。

3.2 过滤器选择

选择合适的过滤器,应考虑以下因素:

  • 洁净度级别:根据无尘室洁净度级别选择相应级别的过滤器。
  • 过滤效率:选择过滤效率高的过滤器,以确保空气洁净度。
  • 阻力损失:合理选择过滤器,以降低气流阻力损失。

四、环境控制

4.1 温湿度控制

无尘室内的温湿度应保持恒定,以避免因温度、湿度变化对生产过程和产品质量造成影响。

4.2 空气湿度

无尘室内的空气湿度一般在40%~60%之间,以防止静电和微生物生长。

4.3 温度控制

无尘室内的温度一般控制在20℃~25℃之间,以适应不同生产工艺的需求。

五、防静电措施

5.1 防静电材料

无尘室内的地板、墙面、家具等应使用防静电材料,以降低静电产生。

5.2 防静电措施

为防止静电对产品造成损害,还需采取以下防静电措施:

  • 接地:确保无尘室内的设备、人员和材料接地良好。
  • 抗静电措施:使用抗静电手套、防静电鞋等防护用品。

综上所述,无尘室系统规划设计应充分考虑洁净度级别、气流组织、空气过滤、环境控制和防静电措施等五大关键要素。只有合理规划,才能确保无尘室在生产过程中达到预期的洁净度和生产效率。