Co to jest pomieszczenie czyste? Jak klasyfikuje się pomieszczenia czyste?
2026-06-05
Pomieszczenie czyste, zwane także pomieszczeniem bezpyłowym, stanowi podstawę kontroli zanieczyszczeń. Masowa produkcja komponentów wrażliwych na zanieczyszczenia nie może być realizowana bez pomieszczeń czystych. Jak określono w FED-STD-2, pomieszczenie czyste odnosi się do zamkniętej przestrzeni wyposażonej w filtrację i dystrybucję powietrza, optymalizację klimatyzacji, specjalistyczne materiały konstrukcyjne i osprzęt pomocniczy; wdrożono znormalizowane protokoły operacyjne w celu regulacji stężenia cząstek stałych w powietrzu w celu zakwalifikowania wymaganych stopni czystości.
Pomieszczenie czyste to specjalnie zaprojektowana obudowa, która eliminuje zanieczyszczenia unoszące się w powietrzu, w tym mikrocząstki, niebezpieczny gaz i bakterie w określonej przestrzeni. Precyzyjnie utrzymuje parametry wewnętrzne, takie jak temperatura, czystość, ciśnienie statyczne, prędkość i układ przepływu powietrza, hałas, wibracje, oświetlenie i elektryczność statyczna w ustalonych zakresach docelowych. Niezależnie od wahań warunków powietrza zewnętrznego, wnętrze konsekwentnie zachowuje zadaną czystość, temperaturę, wilgotność i ciśnienie.
Jego podstawową funkcją jest stabilizacja czystości, temperatury i wilgotności powietrza otaczającego wytwarzane produkty, takie jak chipy krzemowe, umożliwiając produkcję w kontrolowanym, sprzyjającym środowisku, czyli pomieszczeniu czystym. Zgodnie ze światowymi normami przemysłowymi klasyfikację pomieszczeń czystych określa się ilościowo na podstawie liczby cząstek o dużych rozmiarach na metr sześcienny powietrza. „Bezpyłowy” nie oznacza całkowitego braku pyłu, ale ogranicza zawartość cząstek stałych do wyjątkowo niskiego progu. Takie dozwolone cząstki są znacznie drobniejsze niż zwykły pył, jednak nawet śladowe ilości pyłu mogą poważnie uszkodzić precyzyjne elementy optyczne, dlatego przy wytwarzaniu produktów optycznych wymagane jest środowisko wolne od pyłu.
Międzynarodowa norma dotycząca pomieszczeń czystych klasy A ogranicza cząstki poniżej 0,5 μm do mniej niż 3500 sztuk na metr sześcienny. Do produkcji chipów stosuje się bardziej rygorystyczne kryteria wykraczające poza klasę A, powszechnie stosowaną w produkcji wysokiej klasy płytek. Przy liczbie cząstek stałych ograniczonej do 1000 sztuk na metr sześcienny ten rygorystyczny standard jest powszechnie nazywany w branży klasą 1K.
Trzy główne stany zastosowania pomieszczeń czystych
-
Pomieszczenie czyste powykonawczeW pełni skonstruowany i gotowy do obsługi obiekt typu cleanroom, wyposażony we wszystkie media i systemy funkcjonalne, jednak w pomieszczeniu nie zainstalowano żadnego sprzętu procesowego.
-
Pomieszczenie czyste w spoczynkuW pełni wyposażone pomieszczenie czyste z zainstalowanym i skalibrowanym sprzętem do zaplanowanej pracy lub w stanie gotowości; w obudowie nie ma personelu obsługującego.
-
Operacyjne pomieszczenie czysteW pełni funkcjonalne pomieszczenie czyste, regularnie serwisowane, z zainstalowanym sprzętem produkcyjnym i personelem pracującym na miejscu, dostępne w razie potrzeby do wykonywania rutynowych operacji produkcyjnych.Elementy kontrolowane
- Usunąć zawieszony pył unoszący się w otaczającym powietrzu
- Hamują powstawanie nowych zanieczyszczeń w postaci cząstek stałych
- Precyzyjna regulacja temperatury wewnętrznej i wilgotności względnej
- Regulowana kontrola różnicy ciśnień statycznych w pomieszczeniu
- Skuteczne odsysanie szkodliwych zanieczyszczeń gazowych
- Zapewnij szczelne uszczelnienie konstrukcji budowlanych i przegród
- Zapobieganie i eliminacja gromadzenia się elektryczności statycznej
- Tłumienie zewnętrznych zakłóceń elektromagnetycznych
- Kompleksowa zgodność ze specyfikacjami bezpieczeństwa obiektu
- Zoptymalizowany projekt konstrukcyjny zapewniający oszczędność energii
Trzy typy przepływu powietrza: przepływ turbulentny, przepływ laminarny i typ mieszany | Znaczenie czynników kontroli przepływu powietrza i prędkości wiatru
1. Pomieszczenie czyste z przepływem turbulentnym
Świeże powietrze przed wejściem do pomieszczenia przechodzi przez centrale wentylacyjne, kanały i wewnętrzne filtry HEPA; odprowadzanie powietrza powrotnego przez boczne ściany działowe lub podwyższoną podłogę dostępową. Powietrze przepływa nieregularnie z wirami zamiast prostymi ścieżkami, co odpowiada standardom pomieszczeń czystych klasy 1000 ~ 100 000.Definicja: Pomieszczenie czyste z nierównym, nierównoległym przepływem powietrza nawiewanego, któremu towarzyszą prądy recyrkulacyjne i wirowe.Zasada działania: Zanieczyszczenia wewnętrzne są w sposób ciągły rozcieńczane przez napływające klimatyzowane powietrze w celu osiągnięcia docelowej czystości, powszechnie projektowanej pomiędzy klasą 1000 a klasą 300 000.Cechy: Czystość osiągana jest poprzez częste zmiany powietrza; wyższe współczynniki wymiany powietrza zapewniają wyższy stopień czystości.(1) Czas regeneracji: Czas od początkowego dopływu powietrza do chwili, gdy stężenie cząstek w pomieszczeniu osiągnie zaprojektowaną czystość.- Klasa 1000: Maks. 20 minut (obliczone po 15 minutach)
- Klasa 10 000: Maks. 30 min (obliczone po 25 min)
- Klasa 100 000: Maks. 40 min (obliczone po 30 min)
(2) Zalecane współczynniki wymiany powietrza (według kryteriów odzysku):
- Klasa 1000: 43,5 ~ 55,3 razy/godzinę, wartość standardowa 50 razy/h
- Klasa 10 000: 23,8 ~ 28,6 razy/godzinę, wartość standardowa 25 razy/h
- Klasa 100 000:14,4 ~ 19,2 razy/godzinę, wartość standardowa 15 razy/h
Zalety: Prosta konstrukcja, niski koszt budowy i łatwa rozbudowa przestrzeni; można połączyć z czystymi ławkami, aby poprawić lokalną czystość.Wady: Zawieszony pył pozostaje uwięziony w pomieszczeniu przez turbulentne powietrze i łatwo zanieczyszcza produkowane towary; długi okres przywracania czystości po wyłączeniu i ponownym uruchomieniu systemu.2. Pomieszczenie czyste z przepływem laminarnym
Powietrze przepływa jednolitymi, prostymi strumieniami. Filtr pokrywający cały sufit i dostarcza powietrze nawiewane, a powietrze powrotne jest odprowadzane przez podniesione podłogi lub boczne ścianki działowe. Ten projekt pasuje do wysokiej jakości pomieszczeń czystych klasy 1 ~ klasy 100, podzielonych na dwie kategorie:(1) Poziomy przepływ laminarny
Przefiltrowane powietrze nawiewane jest poziomo w kierunku przeciwległych ścian powrotnych; Zanieczyszczenia gromadzą się w dużych ilościach na obszarach położonych dalej.- Plusy: Prosta konfiguracja i szybka stabilizacja działania po uruchomieniu.
- Wady: wyższe koszty budowy i ograniczona elastyczność rozbudowy pomieszczenia.
(2) Pionowy przepływ laminarny
Cały sufit wyposażony jest w filtry ULPA umożliwiające nawiew powietrza z góry na dół. Pył ze sprzętu lub operatorów jest szybko usuwany bez zanieczyszczania oddzielnych stref roboczych.- Plusy: Łatwe codzienne zarządzanie, szybka stabilizacja czystości, minimalne zakłócenia ze strony personelu lub działań produkcyjnych.
- Wady: Wysokie koszty budowy, słaba elastyczność układu; ramy zawieszenia sufitowego zajmują miejsce i utrudniają konserwację wymiany filtrów.
3. Pomieszczenie czyste typu mieszanego
Łączy turbulentny i laminarny przepływ powietrza, tworząc wyjątkowo czyste, zlokalizowane strefy produkcyjne.(1) Czysty tunel
Filtry HEPA/ULPA w pełni pokrywają obszary przetwarzania, aby osiągnąć klasę 10 lub wyższą, zmniejszając koszty konfiguracji i eksploatacji. Obszary robocze są odizolowane od stref konserwacji sprzętu, aby uniknąć zanieczyszczenia krzyżowego, powszechnie stosowanego w produkcji ULSI.- Korzyści: Elastyczne zwiększanie pojemności i wygodna konserwacja sprzętu w trybie offline.
(2) Oczyść rurkę
Obejmuje zautomatyzowane linie produkcyjne z dedykowanym systemem oczyszczania w celu osiągnięcia czystości klasy 100+. Izolacja oddziela towary, pracowników i otoczenie generujące pył; niskie zużycie powietrza oszczędza energię, idealnie nadaje się do w pełni zautomatyzowanej produkcji bezzałogowej.(3) Miejsce czyste (lokalne mini pomieszczenie czyste)
Ulepsz główne sekcje produkcyjne w burzliwych pomieszczeniach czystych klasy 10 000–100 000 do klasy 10–1000, w tym czyste ławy i mini kabiny czyste:- Czysta ławka: klasa 1 ~ klasa 100.
- Mini Clean Booth: Kompaktowa, zamknięta przestrzeń owinięta antystatycznym przezroczystym PCV wewnątrz turbulentnych pomieszczeń czystych, wyposażona w niezależne jednostki HEPA/ULPA i nawiewniki zapewniające czystość klasy 10 ~ 1000. Wysokość około 2,5 m, zasięg poniżej 10㎡, cztery podpory na kółkach umożliwiające elastyczne przenoszenie.
Uwaga podstawowa: Znaczenie przepływu powietrza i kontrola prędkości wiatru
Precyzyjny wzór przepływu powietrza i regulacja prędkości wiatru dominują w stabilności czystości, bezpośrednio określając skuteczność rozcieńczania cząstek, czas samooczyszczania i ostateczną klasyfikację pomieszczenia czystego.