无尘室(洁净室)标准全解析

 

无尘室(洁净室)是指对空气悬浮粒子浓度进行控制的专用空间,广泛应用于半导体、生物医药、精密仪器等领域。那么,如何衡量无尘室的洁净程度?这就涉及"洁净度等级"这一核心概念。

 

国际标准:ISO 14644-1

 

历史上,各国曾制定自己的洁净室标准,如美国的Fed Std 209E、德国的VDI-2083、日本的JIS B 9922等。但目前,ISO 14644-1已成为唯一的国际标准(最新修订于2015年)。

 

ISO 14644-1:2015 洁净度等级与粒子浓度对照

 

注:表中数值为单位体积(个/m³)的最大允许粒子浓度

 

洁净度等级

上限浓度(个/m³)

ISO 14644-1

Fed.Std209E

0.1μm

0.2μm

0.3μm

0.5μm

1 μm

5 μm

Class 1

 

10

废止

 

 

 

 

Class 2

 

100

24

10

废止

 

 

Class 3

Class 1

1,000

237

102

35

废止

 

Class 4

Class 10

10,000

2,370

1,020

352

83

 

Class 5

Class 100

100,000

23,700

10,200

3,520

832

废止

Class 6

Class 1,000

1,000,000

237,000

102,000

35,200

8,320

293

Class 7

Class 10,000

 

 

 

352,000

83,200

2,930

Class 8

Class 100,000

 

 

 

3,520,000

832,000

29,300

Class 9

 

 

 

 

35,200,000

8,320,000

293,000

 

 

 

 

美国联邦标准209b无尘室型号概要

 

洁净室

级别

粒子

压力

温度

湿度

气流

照度

粒径 μm

粒子数 个/ft³

毫米
水柱

温度范围℃

推荐值(℃)

偏差℃

最高%

最低%

偏差%

立方米/秒

换气次数

Lux

10※

≧0.5

≤10 ※

1.25及以上

19.4?25

22.2

±2.8 特别情况下 ±0.14

45

30

±10,特殊情况下为 ±5

层流方式 0.35米/秒 ? 0.55米/秒 湍流方式 ≥ 20次/小时

1,080 至 1,620

≧5.0

0

100

≧0.5

≤100

≧5.0

≤10 ※

1,000

≧0.5

≤1,000

≧5.0

≤10 ※

10,000

≧0.5

≤10,000

≧5.0

≤65

100,000

≧0.5

≤100,000

≧5.0

≤700

 

※10个/立方英尺以下的颗粒浓度,除非采集大量样本,否则可靠性较低。

 

 

 

生物无尘室的NASA型号概要

 

 

级别

尘埃颗粒

微生物颗粒

粒径

累积粒子数

 

浮游量

沉降量

μ

个/ ft3

个/ ?

个/ ft3

个/ ?

个/ ft 3周

个/ ? 周

100

≧0.5

100

3,500

0

3.5

1,200

12,900

10,000

≧0.5

10,000

350,000

0.5

17.6

6,000

64,600

≧5.0

65

2,300

100,000

≧0.5

100,000

3,500,000

2.5

88.4

30,000

323,000

≧5.0

700

25,000

 

压力、生物颗粒、湿度、气流(但需采用乱流方式且换气次数≥28次/小时)

 

 

 

JIS B9920除锈等级的上限浓度(个/平方米)

 

 

粒径(μm) 1

洁净度等级

1级

2级

3级

4级

5级

6级

7级

8级

0.1

101

102

103

104

105

(106

(107

(108

0.2

2

24

236

2360

23600

0.3

1

10

101

1010

10100

101000

1010000

10100000

0.5

(0.35)

(3.5)

35

350

3500

35000

350000

3500000

5.0

29

290

2900

29000

粒径范围

0.1~0.3

0.1~0.5

0.1~5.0

0.3~5.0

 

 

 

不同行业对洁净度的要求

 

 

与美国联邦标准209b的对应关系

-

1

10

100

1,000

10,000

100,000

半导体制造

IC制造
晶圆工艺

 

工业无尘室

 

 

生物技术

 

 

生物危害
重组DNA

生物无尘室

医疗

 

 

 

生物洁净手术室

 

 

 

药品生产(GMP)

 

 

制剂工艺:抗生素、抗癌物质、常规

 

 

食品

 

 

软包装食品
加工流程

 

发酵工艺与
金属加工工艺

 

 

 

 

 

 

其他相关标准

 

除ISO标准外,以下标准在特定领域仍有参考价值:

● 美国联邦标准209B:规定了10级、100级、1,000级、10,000级、100,000级等传统等级

● NASA标准:针对生物无尘室,增加了微生物颗粒的控制要求

● JIS B 9920:日本工业标准,与ISO标准有对应关系