电子工业洁净室的洁净度关键影响因素及解决方案探讨

章忠飞，翟传明，李晨，苏乃硕，田炳欢，闻义，谷悦

（1.京东方科技集团股份有限公司；2.中电投工程研究检测评定中心有限公司）

1 引言

洁净室，又称无尘车间、无尘室，指将一定空间范围内空气中的微粒子、有害空气、细菌等污染物排除，并将室内的温度、洁净度、室内压力、气流速度及气流分布、噪声、振动、照明及静电控制在某一限定的范围内，给予特别设计的房间。也就是不论外在空气条件如何变化，其室内均能具有维持设定要求的洁净度、温湿度及压力等综合性能的特性。洁净室最主要的作用在于控制产品所接触的大气的洁净度以及温湿度，使产品能在一个良好的环境空间中生产、制造，被广泛应用于基础性配套产业，如电子信息、半导体、光电子、精密制造、医药卫生、生物工程、航天航空以及汽车喷涂等，可以根据行业的精密与无尘要求进行控制，等级差别也较大[1，2]。

2018年3月，随着中美贸易战拉开帷幕，高新技术行业作为本轮中美贸易战的主战场备受关注。近年来，我国现代科技的发展和新一轮工业革命不断深化，数字化、智能化技术改变着制造业的生产模式和产业形态，新材料、新能源等技术的重大突破将引发新一轮科技和产业的变革。在高新技术产品的加工生产过程中，如何满足加工的精密化、产品的微型化，高纯度（高质量）、高可靠性的需求等问题，对电子工业洁净室提出了更高的要求。

2 洁净室常见问题和解决方案

洁净室的建筑主体构造，一般是用钢筋或骨水泥，但无论哪种构造，必须满足不会因温度变化与振动而发生裂痕；不易产生微尘粒子，且很难附着粒子；吸湿性小；为了维持室内之湿度条件，热绝缘性要高等条件。洁净室内部由天花板系统、空调系统、隔墙板、地板及照明器具等系统组成，各系统缺一不可，共同构成一间完整且品质良好的洁净室[3]。

洁净度指空气环境中空气所含尘埃量多少的程度。一般情况下，是指单位体积的空气中所含大于等于某一粒径粒子的数量。含尘量高则洁净度低，含尘量低则洁净度高。洁净度检测要在吊顶、墙、地板等洁净室组成部分均安装完成，所有过滤器均无泄漏，正常运行的情况下执行。洁净度不合格是洁净室检测中最容易出现的问题。控制洁净室的洁净度就是对空气中尘埃含量的控制，控制洁净室污染的主要途径有：

①有效阻止室外的污染侵入室内；

②迅速有效地排除室内已经发生的污染；

③控制污染源、减少污染发生量。

3 洁净度关键影响因素

洁净室作为一个庞大的净化系统，面积大的同时，还需要划分复杂的功能分区以及相应的缓冲配套间等，共同构成了复杂的送、回风系统。因此，会导致洁净室的洁净度不合格的因素很多，主要包括[4]：

1）设计级别与空调布置

洁净室的设计级别与空调布置情况直接关系着洁净室的洁净度等级水平。

2）施工水平

厂房整体施工质量，空调系统、供气系统、排污系统等保障设备的安装质量与洁净室的洁净度息息相关。

3）气流组织

若气流组织不合理，则送风气流无法充分笼罩工作区；送、回风口的位置不合理，将会产生较高、较大的涡流，则单向流洁净室的气流偏斜角过大；回风格栅开孔面积布置不合理，则回风速度偏高，回风不畅。

4）高效过滤器

高效过滤器质量问题或安装问题导致送入洁净室的空气未经过有效的过滤，空气中悬浮的部分尘埃粒子没有被滤除，导致洁净室内洁净度不合格。

5）换气次数

换气次数不足会导致洁净室内被污染的空气无法快速排出洁净室，过低的换气次数也无法抑制发尘源的污染作用。

6）静压差

静压差不合格会使洁净室无法阻挡其外部的污染物进入洁净室内。

7）风淋室

风淋室作为进入洁净室所必需的通道，用来减少进出洁净室所带来的污染问题，因此，它的质量与洁净室的洁净度密切相关。

8）设备摆放

室内设备摆放位置不合理会影响洁净室内的气流流向不能达到由上至下、由中心至四周的正常流向，造成气流紊乱，令污染物不能有效排出洁净室。

9）新设备搬入

新设备的搬入过程需将洁净室内环境与外界大气连通，因此，需严格控制设备的搬入时间与搬运安装流程，同时，设备的外包装需经过严格的擦拭清洁后方可搬入。

10）化学物质

原材料中的化学物质以及生产过程中的衍生物均会产生一定的挥发物，对洁净室的洁净度产生影响。

11）保洁水平

洁净室清洁不彻底将导致室内积聚污染物，造成卫生死角。

12）人员与物资运转

洁净室运行过程中，人员和物资的运转很容易在污染敏感的活动周围产生空气紊流，是洁净度的主要污染源；物资流转量过大，作业人员数量超标，人员洁净服穿着不当等问题，均会造成发尘量超标。

4 洁净度解决方案

电子工业洁净室的洁净度对保障产品合格率具有极大的影响，同时，会影响产品的可靠性及产品寿命。因此，保障洁净室的洁净度对电子工业厂房稳定高效生产具有重大意义。保障洁净室的洁净度水平可以通过定期对洁净室内的洁净度进行检测，发现异常及时排查问题来源；同时，通过人员管理、设备管理、物品管理等制度建设，保持洁净室内设备、人员、材料等的稳定，降低对洁净度的动态影响。具体措施如下。

1）洁净室检测

洁净室检测技术直接影响后续电子产品的生产环境及生产条件，会直接影响到企业的生产、成本、销售及利润、事故的发生与避免等方面，无论是从厂房的搭建的初期、生产中期或者设备检验等后期，都承担着重要的角色。因此，为确保洁净区的净化环境和洁净度，应定期对洁净室进行检测，主要检测内容包括风速检测、泄漏检测、洁净度检测、温湿度检测、照度检测、噪音检测、压差检测、导电度检测以及气流流型检测等。发现问题需及时排查来源，对有问题的设备及时进行修复或更换处理。

2）人员管理

作为洁净室的主要污染源之一，为了避免和减少洁净室从业人员对洁净室造成的污染，应规定从业人员门禁权限，明确进入洁净区的人数限度并严格执行。患有呼吸道疾病、结膜炎或者其他产生分泌物的病症，或者患有皮肤类疾病的人员都不适合在洁净室工作。洁净室工作人员要注意口腔卫生，要定期进行身体健康状况的检查。洁净室工作人员应定期进行微生物基础知识、卫生知识、洁净作业培训；进出洁净区必须按相应级别的洁净区进出标准操作规程；个人卫生不洁、未正确穿戴洁净服者不得进入洁净室；工作人员在洁净室内严禁快速走动，需严格遵守行为规范。

3）设备管理

空调系统、供气系统和排污系统等作为维持洁净室的洁净度、温度、湿度、水、电、气以及通风等指标的核心保障设备，它们的维护管理是洁净室安全稳定运转的根本保证，因此，建立相应的设备使用、检查、保养和登记制度，并对其进行有效归档是设备维护管理的关键。

洁净区内空调系统和洁净区的空气净化设备宜连续进行。生产结束后，应继续运行4h后停止；系统重新运行之前必须进行消毒。

日常检查仪器参数和排污情况，定期更换耗材和保养部件，并对整体设备定期进行大修，如遇仪器故障，及时报修、查找原因、如实记录、按规处理。

大型设备的搬入要严格管理，控制时间节点与摆放位置，并保障包装经过严格的擦拭清洁。

4）物品管理

凡洁净区使用的物料、器具等必须按规定程序进行清洁。进入洁净区的物品，要在区外清洁处理，经过传递窗进入区内。废弃物应有专门的容器存放，每日及时清理，由传递窗送出窗外。

洁净室内工作物品要排放有序，不得放置与洁净室工作无关的物品，易产尘、易吸湿、易引发静电、未拆包装、危险化学品等物料不得入内。

5 结语

电子工业洁净室作为一个复杂、庞大的系统，它的设计级别与空调布置、施工水平、气流组织、高效过滤器质量、换气次数、静压差、风淋室质量、设备摆放位置、新设备搬入、化学物质挥发、保洁水平、人员与物资运转等均会导致其洁净度不合格。而洁净室的洁净度会对产品的良率和可靠性产生较大影响，因此，定期对洁净室进行检测，并建立有效的人员、设备、物品的管理制度，且严格执行，对保障保障电子工业洁净室稳定生产运行具有重要意义。