行业内的洁净室

洁净室技术起源于核技术。半导体行业也很早就认识到需要在非常洁净的环境中进行生产。但最重要的是，日益微型化（层厚度、结构宽度、功能尺寸）和不断增长的精度要求，是其他行业控制工作环境洁净度的原因。只有在洁净的工作环境中进行生产，才有可能实施和控制对洁净度要求极高的工艺。正因如此，洁净室技术被越来越多的行业所采用，例如电子和汽车行业。

在洁净室技术中，必须特别注意使用合适的操作设备。洁净室所用设备的所有元器件都会对所要生产的产品产生直接影响。因此，所使用设备的洁净室适用性是确认需求质量的决定性属性。

在洁净室中，要采取各种措施（通风技术、员工服装、材料和设备的选择等）来控制空气中的微粒，使其不超过规定的限值。这有助于实现各种保护目标。根据应用领域的不同，这涉及到对产品或工艺的保护（产品保护）或对人员或环境的保护（人员保护）。

根据 DIN EN ISO 14644-1 标准，界定洁净室的既定标准是出现颗粒的尺寸和数量。其依据是美国联邦标准 209E，该标准在国际行业中使用了很长时间，但自 2001 年 11 月起正式失效。下表显示了根据 DIN EN ISO 16441-1 标准，各个洁净室等级允许的最大颗粒数（第一张表以颗粒/立方英尺为单位，第二张表以颗粒/立方米为单位）。

DIN EN ISO 14644-1 和美国联邦标准 209E 之间的等级阈值比较：

ISO 等级	最大允许浓度（微粒/立方英尺）等于或大于下表所示的考虑量（四舍五入值）						美国联邦标准 209E
	≥ 0.1 微米	≥ 0.2 µmv	≥ 0.3 微米	≥ 0.5 微米	≥ 1.0 微米	≥ 5.0 微米
1	0.3	*	*	*	*	*	-
2	3	1	*	*	*	*	-
3	28	7	3	1	*	*	1
4	283	67	29	10	2	*	10
5	2,832	671	289	100	24	1	100
6	28,321	6,712	2,889	997	236	8	1,000
7	*	*	*	9,967	2,356	83	10,000
8	*	*	*	99,674	23,559	830	100,000
9	*	*	*	996,744	235,594	8,298	-

* 数值不具有分类代表意义

DIN EN ISO 14644-1 和美国联邦标准 209E 的等级阈值比较：

ISO 等级	最大允许浓度（微粒/立方米）等于或大于所考虑的数量，如下所示						美国联邦标准 209E
	≥ 0.1 微米	≥ 0.2 µmv	≥ 0.3 微米	≥ 0.5 微米	≥ 1.0 微米	≥ 5.0 微米
1	10	*	*	*	*	*	-
2	100	24	10	*	*	*	-
3	1,000	237	102	35	*	*	1
4	10,000	2,370	1,020	352	83	*	10
5	100,000	23,700	10,200	3,520	832	*	100
6	1,000,000	237,000	102,000	35,200	8,320	293	1,000
7	*	*	*	352,000	83,200	2,930	10,000
8	*	*	*	3,520,000	832,000	29,300	100,000
9	*	*	*	35,200,000	8,320,000	293,000	-

* 数值对分类不具代表性

所有产品均按照 DIN EN ISO 14644-14（原 VDI 2083 板 9.1）的需求进行洁净室适用性测试。此类测量必须在洁净室中进行（根据 ISO 14644-1），该洁净室至少比产品通过认证的目标适用性高一个等级。例外情况是目标适用性为 1 级。

为了在将测试对象引入无尘测试环境时不引入任何干扰颗粒，测试对象之前要经过超纯水-异丙醇混合物的擦拭清洁和超纯压缩空气的吹拂。此外，在认证测量之前，产品还要在无尘室中运行 24 小时。这可以确认之前的杂质已被清除，摩擦学受力元件（摩擦应力）已进入，接下来的测量不会受此影响。

现在要借助光学颗粒计数器 (OPS) 对测试对象进行分析，以确定可能的颗粒来源。在测量工艺过程中，会在这些地方安装一个粒子探头。在大多数情况下，这些颗粒源出现在操作过程中受到摩擦应力的地方。在随后持续 100 分钟的合格测量过程中，将确定每个测量点的微粒排放量。ISO 14644-1 标准中描述的统计评估用于确定测试对象可以使用的最低空气纯度等级。

对可能出现的空气颗粒进行比例比较：

	离子	分子	大分子	微粒子	大颗粒
可见	扫描电子显微镜 (SEM)		显微镜		肉眼观察
实例	原子半径 金属离子	糖类 除草剂	烟尘 病毒 烟草烟雾	细菌 红血球	花粉 沙子 人类头发 雾
尺寸 [微米（LOG］	0.001	0.01	0.1-1.0	10	100-1,000

通过认证可用于洁净室的元器件包括真空技术广泛产品组合中的各种产品。这意味着可以满足各种不同的工艺需求。从测试结果中可以清楚地看出，大多数产品都可以在非常洁净的工作环境中使用（根据 DIN EN ISO 14644-1 标准，最高可达 1 级），而无需采取任何额外措施。

在选择设备时，必须仔细观察其在洁净室中的实际位置，从而正确理解需求。例如，在具有层流气流的洁净区域中，并非所有地方都需要达到目标 ISO 等级。由于是垂直直流，空间上位于工件下方或与工件有一定距离的颗粒排放源通常对工件影响不大。

位于斯图加特的弗劳恩霍夫制造工程和自动化研究所（IPA）的洁净和微型生产部门对设备和材料的洁净度和洁净室适用性进行独立测试。根据 DIN EN ISO 14644-1 标准，这些测试是在比一级洁净度高 10 倍的洁净室中进行的。因此，设备和/或材料都通过了 TESTED DEVICE® 或 CSM® 测试标志的认证。在这项工作中，研究所借鉴了 30 多年来在洁净度和洁净室适用性领域的经验和图纸。

洁净室认证 - Fraunhofer IPA