空氣潔凈技術(shù)第一章 緒論課件

空氣潔凈技術(shù)空氣潔凈技術(shù)第一章緒論第一章緒論空氣潔凈技術(shù)第一章緒論潔凈實(shí)例空氣潔凈技術(shù)第一章緒論GMP食品廠房實(shí)例空氣潔凈技術(shù)第一章緒論潔凈制藥車間空氣潔凈技術(shù)第一章緒論實(shí)驗(yàn)動物房空氣潔凈技術(shù)第一章緒論ICU燒傷病房空氣潔凈技術(shù)第一章緒論空氣潔凈技術(shù)第一章緒論空氣潔凈技術(shù)第一章緒論空氣潔凈技術(shù)第一章緒論空氣潔凈技術(shù)第一章緒論湘潭中心醫(yī)院手術(shù)室空氣潔凈技術(shù)第一章緒論空氣潔凈技術(shù)第一章緒論空氣潔凈技術(shù)第一章緒論1、什么是潔凈技術(shù)？潔凈技術(shù)及玷污（或微玷污）控制技術(shù)，國際上常用玷污控制（ContaminationControl）一詞。潔凈技術(shù)：對加工或處理對象在加工處理過程中，由于玷污物質(zhì)的存在，影響對象的成品率，而對到達(dá)對象表面的玷污物質(zhì)進(jìn)行控制后，能提高對象的成品率，這種有效控制玷污物質(zhì)（亦包括加工或處理對象帶有對人體有害的玷污物質(zhì)需進(jìn)行處理及隔離）的技術(shù)稱為玷污控制或潔凈技術(shù)?？諝鉂崈艏夹g(shù)第一章緒論2、研究潔凈技術(shù)的重要意義

20年前，江澤民時任電子工業(yè)部部長時，在《潔凈技術(shù)》創(chuàng)刊詞中曾高瞻遠(yuǎn)矚地指出：潔凈技術(shù)是一個新的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，是一門跨部門、跨學(xué)科的綜合性的新興分支學(xué)科。它與很多行業(yè)、很多學(xué)科有著千絲萬縷的聯(lián)系，我們必須善于借鑒、吸收各個行業(yè)、各個學(xué)科的已有成果、經(jīng)驗(yàn)和長處。努力創(chuàng)新，發(fā)展我國自己的潔凈科學(xué)。空氣潔凈技術(shù)第一章緒論2、研究潔凈技術(shù)的重要意義

2001年中國科協(xié)學(xué)術(shù)年會上，楊振寧先生指出今后科學(xué)技術(shù)發(fā)展的三大戰(zhàn)略發(fā)展方向：芯片的廣泛應(yīng)用：建筑、家庭、汽車、人體等醫(yī)學(xué)與藥物高速發(fā)展生物工程空氣潔凈技術(shù)第一章緒論從兩個方面看：涉及到多個領(lǐng)域：微電子、宇航、精密儀表及微機(jī)械加工、光學(xué)、制藥、醫(yī)療器械及移植裝置制造、衛(wèi)生、生物工程、純化學(xué)試劑制造、食品等行業(yè)；當(dāng)代科學(xué)實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)活動對空氣潔凈程度的要求越來越高?？諝鉂崈艏夹g(shù)第一章緒論例如，在以下四個方面：加工精密化產(chǎn)品微型產(chǎn)品高純度產(chǎn)品的高可靠性

如有顆粒進(jìn)入產(chǎn)品，可構(gòu)成障礙、短路、雜質(zhì)源和潛在缺陷?？諝鉂崈艏夹g(shù)第一章緒論

芯片的成品率對空氣潔凈度的要求（以隨機(jī)存儲器DRAM為例）：256K要求0.5μm100級（<3.5個/L），容量越高要求潔凈度越高，4G要求0.1μm

0.1級（<0.0035個/L）

國內(nèi)外芯片制造集成度對照表空氣潔凈技術(shù)第一章緒論

潔凈室市場的四大用戶依次為：半導(dǎo)體磁盤驅(qū)動器平面顯示器制藥。此外，航天、醫(yī)療和食品等行業(yè)的潔凈室用戶大約占用戶總數(shù)的四分之一。

空氣潔凈技術(shù)第一章緒論空氣潔凈技術(shù)第一章緒論空氣潔凈技術(shù)第一章緒論美國醫(yī)學(xué)研究所的報道美國醫(yī)學(xué)研究所2000年《是人就會犯錯誤》報告中指出：每年大約有44000到98000名美國人死于醫(yī)院的失誤，人數(shù)比因車禍死亡的還要多，而醫(yī)院的主要失誤之一就是傳播細(xì)菌，引起感染。空氣潔凈技術(shù)第一章緒論空氣潔凈的概念潔凈空氣與空氣凈化“空氣潔凈”可以從兩個關(guān)聯(lián)的方面來理解，一是空氣凈化，表示空氣潔凈的“行為”；二是指干凈空氣所處的潔凈“狀態(tài)”?？諝鉂崈舻哪康模菏鞘故艿轿廴镜目諝獗粌艋缴a(chǎn)、生活所需的狀態(tài)，或達(dá)到某種潔凈度。

空氣潔凈度：一定體積或一定重量空氣中所含污染物質(zhì)的粒徑、數(shù)量或重量來表示?？諝鈨艋母拍睿翰捎媚撤N手段、方法和設(shè)備使被污染的空氣變成是潔凈的空氣。

空氣潔凈技術(shù)第一章緒論潔凈室與潔凈技術(shù)的概念潔凈室（區(qū)）（Cleanroom）指空氣懸浮粒子濃度、含菌濃度受控的房間（限定的空間），房間（空間）的建造和使用方式要盡可能減少室內(nèi)引入、產(chǎn)生和滯留粒子（包括塵粒和菌粒）等，房間（空間）內(nèi)其他相關(guān)參數(shù)如溫度、相對濕度和壓力按要求進(jìn)行控制，潔凈區(qū)可以是開放式或密閉式，可以位于或不位于潔凈室內(nèi)。空氣潔凈技術(shù)潔凈室污染控制技術(shù)及為創(chuàng)造污染程度受控的工作環(huán)境所采取的所有方法，包括預(yù)防性措施?？諝鉂崈艏夹g(shù)第一章緒論空氣潔凈度等級空氣潔凈度等級

空氣潔凈度是潔凈環(huán)境中空氣含懸浮粒子量的多少的程度，通?？諝庵泻瑝m濃度高則空氣中潔凈度低，含塵濃度低則空氣潔凈程度高。國際標(biāo)準(zhǔn)ISO14644-1潔凈度等級共分9級，ISOClass1~9級國際標(biāo)準(zhǔn)ISO14644-1潔凈度等級計(jì)算：Cn：被考慮粒徑的空氣懸浮粒子最大允許濃度（pc/m3）。Cn是以四舍五入至相近的整數(shù)，通常有效位數(shù)不超過三位數(shù)；N：分級序數(shù)，數(shù)字不超過9，分級序數(shù)整數(shù)之間的中間數(shù)可以作規(guī)定，N的最小允許增量為0.1；D

：被考慮的粒徑（μm）；0.1：常數(shù)，其量綱為（μm）?？諝鉂崈艏夹g(shù)第一章緒論算例N=5級（100級），按D=0.5μm考慮，計(jì)算的Cn=3516個/m3N=5級（100級），按D=1μm考慮，計(jì)算的Cn=832個/m3空氣潔凈技術(shù)第一章緒論潔凈室的三種狀態(tài)按照潔凈室（區(qū)）的空氣潔凈度級別狀態(tài)所達(dá)到空氣潔凈度級別處于的狀態(tài)分三種：空態(tài)（as-built）：設(shè)施已經(jīng)建成，所有動力接通并運(yùn)行，但無生產(chǎn)設(shè)備、材料及人員。靜態(tài)（as-rest）：設(shè)施已經(jīng)建成，生產(chǎn)設(shè)備已經(jīng)安裝，并按業(yè)主及供應(yīng)商同意的狀態(tài)運(yùn)行，但無人員。動態(tài)（operational）：設(shè)施以規(guī)定的狀態(tài)運(yùn)行，有規(guī)定的人員在場，并在商定的狀況下進(jìn)行工作?？諝鉂崈艏夹g(shù)第一章緒論空氣潔凈技術(shù)的發(fā)展歷史空氣潔凈技術(shù)的由來

20世紀(jì)20年代，美國航空業(yè)的陀螺儀制造過程中最先提出了生產(chǎn)環(huán)境的潔凈要求，為消除空氣中的塵埃粒子對航空儀器的齒輪、軸承的污染，建立了“控制裝配區(qū)”。美國一家導(dǎo)彈公司發(fā)現(xiàn)，在普通車間內(nèi)裝配慣性制導(dǎo)用陀螺儀時平均每生產(chǎn)10個產(chǎn)品就要返工120次，當(dāng)在控制空氣中的塵粒污染的環(huán)境中裝配后，返工率可降低至2次；在無塵與將空氣有塵粒達(dá)1000pc/m3（平均直徑為3μm，pc為粒子個數(shù)的縮寫）的環(huán)境中裝配轉(zhuǎn)速為12000r/min的陀螺儀軸承進(jìn)行對比，產(chǎn)品使用壽命竟相差100倍。

20世紀(jì)50年代初，高效空氣粒子過濾器HEPA在美國問世。美國在軍事工業(yè)和人造衛(wèi)星制造領(lǐng)域建立了一些潔凈室；日本從20世紀(jì)50年代開始在半導(dǎo)體制造工廠中應(yīng)用空氣潔凈技術(shù)；前蘇聯(lián)也在同時期編制了所謂“密閉廠房”典型設(shè)計(jì)。20世紀(jì)60年代初，利用工業(yè)潔凈室進(jìn)行那些要求無菌環(huán)境的實(shí)驗(yàn)。從20世紀(jì)70年代初，誕生了現(xiàn)代的生物潔凈室，如在制藥工業(yè)、化妝品工業(yè)、食品工業(yè)和醫(yī)療部門的手術(shù)室、特殊病室以及生物安全等方面的推廣應(yīng)用?？諝鉂崈艏夹g(shù)第一章緒論空氣潔凈技術(shù)的發(fā)展集成電路的線寬已從幾微米發(fā)展到現(xiàn)今的0.1μm左右。以集成電路的微型化為例，它對空氣中受控粒子粒徑從0.3~0.5μm的要求發(fā)展到空氣中受控粒子的粒子尺寸要求控制在0.05μm甚至更小，產(chǎn)品的微型化正不斷對空氣潔凈技術(shù)提出更嚴(yán)格的要求。

20世紀(jì)60年代，空氣潔凈技術(shù)在美國、歐洲等國家產(chǎn)品生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動的需要得到了廣泛應(yīng)用。

20世紀(jì)60年代后期，在工業(yè)潔凈室的基礎(chǔ)上發(fā)展了生物潔凈室。20世紀(jì)80年代，電子廠房潔凈開始大發(fā)展。空氣潔凈技術(shù)第一章緒論主要的潔凈室標(biāo)準(zhǔn)年表

公布時間各國標(biāo)準(zhǔn)1961.3美國空軍技術(shù)條令TO.00-25-2031963.12美國聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)1984中國標(biāo)準(zhǔn)《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ73—84

1987.10美國聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)FS-209C1988日本空氣潔凈協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)1992.11美國聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)FS-209E1996俄羅斯標(biāo)準(zhǔn)GOSTR50766—951999.5國際標(biāo)準(zhǔn)ISO14644—12001.11中國標(biāo)準(zhǔn)《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50073—2001空氣潔凈技術(shù)第一章緒論GMP(GoodManufacturingPractice)藥品在制造過程中由于受到微生物塵粒等污染或交叉感染，可能會引起預(yù)料不到的疾病或危害。1965~1966年間，瑞典曾發(fā)生甲狀腺藥片沙門桿菌污染事故，突發(fā)性沙門桿菌患者多達(dá)206人。混藥與交叉污染對藥品質(zhì)量的危害和嚴(yán)重后果是十分明顯的，這種危害隨藥品品種和污染類型的不同而有所不同，對青霉素類等高致敏性藥、某些激素類甾體藥物等所引起的污染最危險。1965~1966年，美國曾發(fā)生過非青霉素藥品中混有青霉素而被迫回收的事件，為杜絕此類事件以及因混藥或交叉污染而引起的質(zhì)量事故的發(fā)生，在各國的“藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范”（GMP）中對藥品生產(chǎn)的空氣潔凈度都作了嚴(yán)格的規(guī)定?？諝鉂崈艏夹g(shù)第一章緒論沙門桿菌空氣潔凈技術(shù)第一章緒論主要的GMP標(biāo)準(zhǔn)年表GMP公布時間世界衛(wèi)生組織的藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范1992藥品生產(chǎn)檢查互相承認(rèn)公約的藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范1990美國FDA的生物技術(shù)檢查指南1991日本藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范1973中國的藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范1985中國的藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范1992修訂中國的藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范1998修訂空氣潔凈技術(shù)第一章緒論表1-3大規(guī)模集成電路的工藝發(fā)展趨向

年份19801984198719901993199619992004硅片直徑/mm75100125150200200200300DRAM技術(shù)64K256K1M4M16M64M2561G特征尺寸/μm21.510.80.50.350.250.2~0.1工藝步數(shù)100150200300400500600700~800潔凈度等級1000~1001001010.10.10.10.1(0.1μm)空氣潔凈技術(shù)第一章緒論表1-4超大VLSI發(fā)展規(guī)劃及相應(yīng)控制粒子的粒徑年份1997199920012003200620092012集成度（DRAM）256M1G1G4G16G64G256G線寬/μm0.250.180.150.130.100.070.05控制粒子直徑/μm0.1250.090.0750.0650.050.0350.025表1-5每平方米芯片上的空氣粒子的最大允許值

集成度成品率Y%64M256M1G4G16G64G90553825161188012484563724770195132————控制粒子尺寸/μm0.0350.0250.0180.0130.010.007空氣潔凈技術(shù)第一章緒論生物潔凈室生物潔凈室是在工業(yè)潔凈室的技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。美國宇航局最早開始對生物潔凈室進(jìn)行探索，為了防止地球上的微生物傳播到外層空間，以及防止從外層空間采集到的樣品中未知物擴(kuò)散到地球或被地球上的微生物所污染。1962年在一個生物潔凈室中對被火箭送上太空的狗施行手術(shù)；1966年1月，美國新墨西哥州建成了世界上第一個無菌手術(shù)室；英國的一名整形外科醫(yī)生也在進(jìn)行多次防止空氣中微生物引起感染的潔凈空調(diào)送風(fēng)系統(tǒng)改進(jìn)后，于1966年6月建成類似于垂直單向流的潔凈室?！皢蜗蛄魇中g(shù)室的設(shè)計(jì)與建造”、“生物潔凈手術(shù)室使用指南”等技術(shù)資料的制訂、發(fā)表，對發(fā)展、指導(dǎo)生物潔凈室的發(fā)展起了積極作用?？諝鉂崈艏夹g(shù)第一章緒論生物潔凈室空氣中細(xì)菌的大小多為0.5~10μm，利用高效過濾器基本上可以去除；病毒的大小為0.01~0.3μm，其中大部分附著于懸浮塵粒上，也可利用高效過濾器去除。生物潔凈室的空氣潔凈度等級通常為5級（100級）、7級（10000級）、8級（100000級）和大于8級（級），由使用情況或產(chǎn)品及其采用的生產(chǎn)工藝的不同而確定。生物潔凈室對空氣中污染物控制的對象是塵粒和微生物，所以它具有與工業(yè)潔凈室不同的要求和特點(diǎn)。空氣潔凈技術(shù)第一章緒論生物潔凈室和工業(yè)潔凈室差別

生物潔凈室工業(yè)潔凈室需控制微粒、微生物的污染，室內(nèi)需定期消毒滅菌，內(nèi)裝修材料及設(shè)備應(yīng)能承受藥物腐蝕控制微粒污染，內(nèi)裝修及設(shè)備以不產(chǎn)塵為原則，僅需經(jīng)常擦抹以免積塵人員和設(shè)備需經(jīng)吹淋、清洗、消毒、滅菌方可進(jìn)入人員和設(shè)備經(jīng)吹淋或純水清洗后進(jìn)入不可能當(dāng)時測定空氣的含菌濃度,需經(jīng)48h培養(yǎng)，不能得到瞬時值室內(nèi)空氣含塵濃度可連續(xù)檢測、自動記錄需除去的微生物粒徑較大，可采用HEAP過濾器需除去的是≥0.1~0.5μm的塵埃粒子，高潔凈度潔凈室需ULAP過濾器室內(nèi)污染源主要是人體發(fā)菌室內(nèi)污染源主要是人體發(fā)塵空氣潔凈技術(shù)第一章緒論中國空氣潔凈技術(shù)的發(fā)展

20世紀(jì)50年代末，我國的空氣潔凈技術(shù)的研究和應(yīng)用開始，第一個潔凈室于1965年在電子工廠建成

。20世紀(jì)60年代，建成了高效過濾器生產(chǎn)車間。從20世紀(jì)70年代末開始，0.1μm高效過濾器研制成功。20世紀(jì)80年代，在建設(shè)大規(guī)模集成電路工廠、研究所、彩色顯像管工廠以及制藥工廠的潔凈室工程、潔凈手術(shù)室的同時，建成了一批5級（100級）、6級（1000級）的潔凈室。

1984年編制完成了我國首部《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ73—84），2001年進(jìn)行了修訂（GBJ50073—2001）

。1988年，頒布了《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》（GMP），先后在1992年和1998年進(jìn)行了修訂。1994年1月，《實(shí)驗(yàn)動物環(huán)境與設(shè)施》（GB/T14925—94）頒布。2002年，《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》（GB50333-2002）頒布。空氣潔凈技術(shù)第一章緒論潔凈技術(shù)的應(yīng)用

微電子工業(yè)和半導(dǎo)體制造業(yè)；微機(jī)械加工工業(yè)；光學(xué)工業(yè)；純化學(xué)試劑；生物技術(shù)工業(yè)&遺傳工程

；制藥工業(yè)；食品與飲料工業(yè)；醫(yī)療器械與移植裝置的生產(chǎn)包裝工業(yè)；醫(yī)院與其他保健機(jī)構(gòu)。空氣潔凈技術(shù)第一章緒論潔凈室的特點(diǎn)

潔凈室是空氣的潔凈度達(dá)到一定級別的可供人活動的空間，其功能是能控制微粒和微生物的污染。潔凈室是一個多功能的綜合整體。首先需要多專業(yè)配合——建筑、空調(diào)、凈化、純水、純氣等；其次需要對多個參數(shù)進(jìn)行控制，例如：空氣潔凈度、細(xì)菌濃度以及空氣的量、壓、聲、光，溫濕度等。評價潔凈室的質(zhì)量，在重要性方面，設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行管理都很重要，即潔凈室是通過從設(shè)計(jì)到管理的全過程來體現(xiàn)其質(zhì)量的。空氣潔凈技術(shù)第一章緒論潔凈室建筑特點(diǎn)潔凈室建筑設(shè)計(jì)所依據(jù)的潔凈技術(shù)是一門多學(xué)科的綜合性很強(qiáng)的技術(shù)領(lǐng)域。潔凈室建筑設(shè)計(jì)具有很強(qiáng)的綜合