彻底解析：什么是无尘室？要求的等级、服装、换气次数

彻底解析：什么是无尘室？要求的等级、服装、换气次数

什么是无尘室？

无尘室（clean room）是指确保了空气洁净度的房间，也称为防尘室。在电子工程、生命科学、医疗、食品工业等领域，都有各自所需的规格，并且有不同类型的无尘室与这些要求相对应。

无尘室的定义是：“空气中漂浮的微粒和微生物被控制在规定的洁净度等级以下，供应到该空间的材料、化学品、水和其他材料，除了杂质、污垢以外，尽量不要带进来其他污垢。”（引自污染控制术语 JIS Z8122 4001）

1. 无尘室的组成

为了维护无尘室环境，必须坚守以下4个原则：

• 禁止带入异物
• 禁止产生
• 禁止堆积
• 排除

首先，为防止异物的引入或产生，基本上所有的设备和材料都需要清洁。人在进出时，会进行空气冲洗，以确保不会带入任何污垢或细菌。此外，为了防止异物堆积，易于清洁的结构非常重要。尽可能减少凹凸，创造一个不会堆积污垢的环境。万一发生异物进入或产生的情况可以立即排除，需要在灰尘产生区域附近建置排气的机构以及不会阻礙室內氣流的結構。除了空调设备和除塵設備外，還需要可以控制各個裝置的設備。此外，為了避免灰塵或髒汚被靜電吸引，需要有能消除靜電和控制室內壓力的系統。

无尘室是密闭的，洁净的空气由安装在天花板上的HEPA过滤器或ULPA过滤器等高性能过滤器和风扇所组成的风扇过滤器模组来提供。通过在地板或牆壁附近建立排氣路徑，將無塵室內含有懸浮物的空氣強制排出。此外，無塵室在構造上內部形成了比外部壓力更高的正壓，可以防止空氣從外部進入。

无尘室的组成

无尘室依气流方式可分為单向流類型和非单向流類型。

单向流類型（垂直方式）

单向流方式其空气沿着一个方向流动，可分为垂直层方式和水平层方式。垂直层方式在整个天花板上安装高性能过滤器，并将清洁空气垂直引導至地板。

水平层方式是在整面牆壁上安裝高性能過濾器，使潔淨空氣水平流動的方式。

单向流方式的优点是悬浮物很难残留在无尘室中，以获得较高的洁净度。其中，垂直层方式可以高度的洁净等级，用于美国联邦规格Class 1～100的洁净度等级，主要用於半導體工廠以及一些精密設備工廠。水平層方法主要用於Class 100～1000級的無塵室，如精密機器工廠等。

但是，单向流方式的缺点是初始成本和运作成本较高，且无尘室难以扩展。

非单方向流方式（乱流方式）

非单向流方式又称为乱流方式，在部分天花板或牆壁上安裝高性能過濾器，在其他天花板或牆壁上安裝排氣口的方法。非单向流方式主要用於Clas1000潔淨度以上的無塵室。

非单向流方式因为会产生气流停滞的区域，洁净度不如单向流方式。另一方面，有初始成本较低、运作成本较低、管理较容易的优点。

2. 无尘室管理的洁净度

无尘室内的清洁度，根据规格设置了基准。洁净度以1㎥空气中0.1μm以上的粒子数的指数来表示，以粒子的大小和数量来划分等级。清洁度等级如下表所示。

对应Class的用途举例

引进无尘室的优点·缺点

无尘室对半导体工厂、精密机器工厂、制药工厂等来说是不可或缺的。在工厂中导入无尘室的优点是更容易维护和管理质量，以便能提供稳定的产品。导入无尘室来维持洁净的环境，具有防止异物进入、降低产品不良率的效果。

在无尘室中制造产品的另一个好处是，能增加产品在客户公司和消费者中的信赖，并提高公司的形象。

另一方面，无尘室的缺点是需要初始安装成本和运作成本。为了保持清洁，必须日夜24小时运转。

无尘衣

无尘衣是防止附著在作业员身上的灰尘、污垢泄漏到无尘室的专用工作服。无尘衣或无尘室衣以外也称为洁净服、防尘服、防尘衣、无尘服等。

在无尘室中穿无尘衣

如果穿著普通的工作服，身体和工作服上的灰尘或污垢就会释放到无尘室中，成为污染源。无尘室异物的分析中表示，大部分的异物都是附著在作业员身上。

因此，穿著无尘衣可以防止灰尘或污垢从作业员的身體或衣服上释放出來，保持无尘室的清洁。另外，为了防止异物进入和静电的产生也会穿著无尘衣。

穿著符合清洁等级的无尘衣

无尘衣、帽子、过膝长袜等必须符合清洁等级。一般來說，以美国联邦规格，建议的无尘衣对于「Class 1/Class 10」、「Class 100/Class 1,000」和「Class 10,000/Class 100,000」皆不同。

需要注意的是，名称会根据国家/地区的规格而有所不同。根据美国联邦规格，每1立方英尺存在的大于 0.5 μm 的粒子数量，从Class 1～100,000 级分为六个等级。1立方英尺中有 100 個顆粒，稱為「Class 100 」。日本 JIS 和国际标准 ISO下，表示每1立方英尺存在大于 0.1 μm 的粒子数量。JIS是從Class 1〜Class 8的8個等级，JIS「Class 5」相当于美国联邦标准的「Class 100」。

目前，根据美国联邦标准，通常使用「Class 100」「Class 1000」等名称，但从事更精密制造的公司也使用JIS和ISO的「Class 2」「Class 3」。在选择无尘衣时，务必确认所需的清洁度（等级）标准。

适合无尘室的换气方法

换气方法分为2种。

1. 机械换气
2. 自然换气

机械换气是使用换气扇强制换气的方法。

• 第1种换气方式：进气与排气皆使用换气扇换气的方式
• 第2种换气方式：进气使用换气扇，排气使用自然排气的换气方式
• 第3种换气方式：进气使用自然进气，排气使用换气扇的换气方式
• 第4种换气方式：进气与排气皆不使用换气扇，以自然换气的换气方式

第1种稳定，但是进气与排气皆使用换气扇，成本较高。

第2种只有进气使用换气扇，室内的气压增加，灰尘难以进入室内，使合无尘室使用。

第3种只有排气使用换气扇，室内的气压降低，灰尘可能藉由自然进气导致灰尘进入室内。

无尘室的换气次数

无尘室是保持高度洁净度的空间，以防止灰尘和细菌附著在产品上。在无尘室工作时，必须遵守服裝要求和工作程序，避免带入灰尘和细菌。如果不保持清洁，可能会出现产品缺陷等问题，因此遵守規則非常重要。

与一般换气（引入外部空气）意思略有不同，在无尘室中，需要使用称为“HEPA过滤器”或“ULPA过滤器”的过滤器将洁净的空气送入室内。

通过使用称为 FFU（風扇过滤器单元）的无尘室空气净化机进行换气来实现洁净的环境。

虽然需要根据内部产生的粉尘量等因素来设计通风量，但一般的换气频率如下。