1.净化间

净化间也叫洁净工作室，无尘洁净室，亦称为无尘室、超净间或无尘车间，是指将一定空间范围内之空气中的微粒子、有害空气、细菌等之污染物排除，并将室内之温度、洁净度、室内压力、气流速度与气流分布、噪音振动及照明、静电控制在某一需求范围内，而所给予特别设计的房间。亦即不论外在之空气条件如何变化，其室内均能具有维持原先所设定要求的洁净度、温湿度及压力等性能的特性。净化间最主要的作用在于控制产品（如硅芯片等）所接触的大气的洁净度以及温湿度，使产品能在一个良好之环境空间中生产、制造。洁净工作室的洁净度就是由空气中的微粒大小和微粒含量决定的（空气级别数来决定的）。Clean Room是污染控制的基础，没有无尘洁净室，污染敏感零件不可能批量生产。

2.净化间分类

在FED-STD-2里面，按用途分类可分为两大类。一是工业超净间，以无生命微粒的控制为对象，主要控制空气尘埃微粒对工作对象的污染，内部一般保持正压状态。它适用于精密机械工业、电子工业（半导体、集成电路等）宇航工业、高纯度化学工业、原子能工业、光磁产品工业（光盘、胶片、磁带生产）、LCD（液晶玻璃）、计算机硬盘、计算机磁头生产等多行业。

二是生物超净间，主要控制有生命微粒（细菌）与无生命微粒（尘埃）对工作对象的污染。又可分为：（1）一般生物超净间：主要控制微生物（细菌）对象的污染。同时其内部材料要能经受各种灭菌剂侵蚀，内部一般保证正压。实质上是其内部材料要能经受各种灭菌处理的工业超净间。例如制药工业、医院（手术室、无菌病房）食品、化妆品、饮料产品生产、动物实验室、理化检验室、血站等；（2）生物学安全超净间：主要控制工作对象的有生命微粒对外界和人的污染，例如细菌学、生物学、洁净实验室、生物工程（重组基因、疫苗制备），内部要保持与大气的负压。我们学习的半导体、集成电路制造用的属于工业超净间（下同），主要由天花板、空调、隔墙、地板、照明等系统构成，有乱流式、层流式等。

3.各超净间优缺点

（1）乱流式（Turbulent Flow）：空气由空调箱经风管与超净间内的高效空气过滤器（HEPA）进入超净间，并由超净间两侧隔间墙板或高架地板回风。气流非直线型运动而呈不规则之乱流或涡流状态。此型式适用于超净间等级1 000～100 000级。

优点：构造简单，系统建造成本低，超净间的扩充比较容易，在某些特殊用途场所，可并用无尘工作台，提高超净间等级。缺点：乱流造成的微尘粒子于室内空间飘浮不易排出，易污染制程产品。另外若系统停止运转再激活，欲达到需求的洁净度，往往需耗时相当长一段时间。

（2）层流式（Laminar）：层流式空气气流运动成一均匀直线，空气由覆盖率为100%的过滤器进入室内，并由高架地板或两侧隔墙板回风，此型式适用于超净间等级需定较高的环境使用，一般其超净间等级为1～100。其型式可分为2种：① 水平层流式：水平式空气自过滤器单方向吹出，由对边墙壁的回风系统回风，尘埃随风向排出室外，一般在下流侧污染较严重。优点：构造简单，运转后短时间内即可变成稳定。缺点：建造费用比乱流式高，室内空间不易扩充。② 垂直层流式：房间天花板完全以超高效空气过滤器（ULPA）覆盖，空气由上往下吹，可得较高的洁净度，在制程中或工作人员所产生的尘埃可快速排出室外而不会影响其他工作区域。优点：管理容易，运转开始短时间内即可达稳定状态，不易为作业状态或作业人员所影响。缺点：构造费用较高，弹性运用空间困难，天花板的吊架相当占空间，维修更换过滤器较麻烦。

（3）复合式（Mixed Type）：复合式将乱流式及层流式予以复合或并用，可提供局部超洁净的空气。

① 洁净隧道（Clean Tunnel）：以HEPA或ULPA过滤器将制程区域或工作区域100%覆盖，使洁净度等级提高至10级以上，可节省安装运转费用。

此型式需将作业人员的工作区与产品和机器维修予以隔离，以避免机器维修时影响了工作及品质，ULSI制程大都采用此种型式。(www.daowen.com)

洁净隧道另有两项优点：a.弹性扩充容易；b.维修设备时可在维修区轻易执行。

② 洁净管道（Clean Tube）：将产品流程经过的自动生产线包围并净化处理，将洁净度等级提至100级以上。因产品和作业员及发尘环境相互隔离，少量的送风即可得到良好的洁净度，可节省能源，对于自动化生产线最为适用。药品、食品业界及半导体业界均适用。

③ 并装局部超净间（Clean Spot）：将超净间等级10 000～100 000的乱流超净间内的产品制程区的洁净度等级提高为10～1000级以上，以为生产使用。洁净工作台、洁净工作棚、洁净风柜即属此类。洁净工作台：等级1～100级。洁净工作棚：为在乱流式超净间空间内防静电的透明塑料布围成的一个小空间，采用独立HEPA或ULPA及空调送风机组而成为一较高级之洁净空间，其等级为10～1 000级，高度在2.5 m左右，覆盖面积约10 m2以下，四支支柱加装活动轮，可为弹性运用。

图3.8　光学无尘车间

4.超净间气流

超净间的洁净度往往受到气流的影响，换言之，即人、机器、建筑结构等所产生尘埃的移动、扩散受到气流的支配。超净间系利用HEPA、ULPA过滤空气，其尘埃的收集率达99.97～99.999 95%，因此经过此过滤器过滤的空气十分干净。然而超净间内除了人以外，尚有机器等发尘源，这些发生的尘埃一旦扩散，即无法保持洁净空间，因此必须利用气流将发生的尘埃迅速排出室外。超净间内的气流是决定超净间性能的重要因素，一般超净间的气流速度选为0.25～0.5 m/s，此气流速度属微风区域，易受人、机器等的动作干扰趋于混乱，虽提高风速可抑制此扰乱的影响而保持洁净度，但因风速的提高，将影响运转成本的增加，所以应在满足要求的洁净度水准之时，能以最适当的风速供应，以达到经济适用的目的。

另外，欲达到超净间洁净度的稳定效果，均一气流的保持也为重要因素之一，均一气流若无法保持，表示风速有异，特别是在壁面，气流会沿着壁面发生涡流作用，此时要实现高洁净度很困难。

垂直层流式方向要保持均一气流，必须做到：

（1）吹出面的风速不可有速度上的差异；

（2）地板回风板吸入面的风速不可有速度上的差异。速度过低或过高（0.2 m/s，0.7 m/s）均有涡流的现象发生，而0.5 m/s的速度，气流则较均一，一般超净间的风速均取在0.25～0.5 m/s。

影响超净间的气流因素很多，如制程设备、人员、超净间组装材料、照明器具等，同时对于生产设备上方气流的分流点，亦应列入考虑因素。一般操作台或生产设备等表面的气流分流点，应设于超净间空间与隔墙板间距2/3处，这样可使作业人员在工作时，气流可从制程区内部流向作业区，而将微尘带走；若分流点配置在制程区前方，将成为不当的气流分流，此时大部分的气流将流至制程区之后，作业员操作所引起的尘埃将被带到设备后面，工作台因而将受到污染，良率也势必降低。超净间内的工作桌等障碍物，在相接处均会有涡流现象发生，相对地，附近洁净度将会较差，在工作桌面钻上回风孔，将使涡流现象减少为最低；组装材料的选择是否恰当，设备布局是否完善，亦为气流是否成为涡流现象的重要因素。超净间控管的项目：除去空气中飘游的微尘粒子；防止微尘粒子的产生；温度和湿度的控制；压力的调节。有害气体的排除；结构物与隔间的气密性；静电的预防；电磁干扰预防；安全因素的考虑；节能的考量。