洁净室内的生产面临着哪些挑战？

在电子制造业中，洁净室是至关重要的

因为微小的尘埃和微粒

可能对电子元件和芯片产生严重影响

所以需要在洁净室中进行生产和组装

在医疗保健领域，洁净室被广泛应用于

手术室、无菌制剂和药品的生产环境

以减少手术感染的风险

并确保医疗产品的质量和安全性

    随着科学技术日新月异的发展，各类工业产品加工生产过程趋向精密化、微型化，特别是微电子技术、生物技术、药品生产技术、精密机械加工技术、精密化工生产技术、食品加工技术等先进制造业的高速发展，使得洁净生产环境得到日益广泛的应用。

     洁净室，又称洁净厂房、无尘室，是为了满足产品生产工艺的需要，对空气中的微粒、有害气体、微生物、温度、相对湿度、空间气流分布、各向气流速度以及振动、静电、电磁干扰、噪声等进行控制的密闭空间。洁净室的发展与现代工业、尖端技术密切联系在一起，尤其在精密机械工业（如陀螺仪、微型轴承等加工）、半导体工业（如大规模集成电路生产）等领域有广泛应用。

     洁净室的主要功能包括通风换气、调节温度、湿度等环境条件、吸尘排风、维护使用者身体健康以及防止污染环境。按气流流型，洁净室可分为单向流洁净室、非单向流洁净室、混合流洁净室、矢流洁净室等。按主要控制对象划分，洁净室又可划分为工业洁净室和生物洁净室。

    工业洁净室主要控制室内空气中的悬浮颗粒（包括无机微粒和有机微粒），主要应用在电子、航天、航空、机械、化工、化学制药、能源、纳米等工业中，通过控制空气中的微粒数量、湿度、温度、气流分布和空气压力等参数，为其提供高度洁净环境的封闭空间，以确保产品质量和生产过程不受污染和干扰。

     生物洁净室主要控制对象是有生命的、活的微生物粒子，如病菌、病毒等对人类、动物、环境有害的粒子，广泛地应用在医疗（洁净手术室、洁净病房）、生物制药、实验动物饲养、生物安全实验室、卫生防疫检疫的事业中。因为涉及对微生物、病毒、生物毒素或其他生物危害因子的处理，因此需要严格的空气净化和环境控制，以确保实验室人员的安全、防止实验室内的污染扩散到外部环境，并保护实验样本的完整性和研究结果的准确性。

先进制造业由于产品生产对环境有着特殊的要求，因而在生产运营方面面临一系列挑战。

生产环境苛刻

先进制造业包括集成电路、生物、制药、精密机械加工、精密化工、食品加工等行业，集成电路代表高水平的工业洁净室生产，制药代表高水平的生物洁净室生产。下面以这两个行业的洁净生产要求说明生产环境的苛刻性。

微电子制造工艺及其对环境的要求

无菌加工工艺及其对环境的要求

能源消耗巨大

洁净室是能源消耗大户，这是因为要保持洁净的生产环境所必需的空气洁净等级、压差、温度、相对湿度要求；防止污染和交叉污染，洁净室内应根据产品生产过程的要求排除生产过程中产生的粉尘、热量、有机溶剂等所需要的全室或局部排风装置，与此同时需向洁净室送入相应的或必要的室外新鲜空气。

为进行正常的产品生产，洁净室内的生产工艺设备需按产品的特点供应电力、纯气、纯水、高纯化学品等，这些也需消耗大量的能源，伴随着电力等能源的消耗，在洁净室内产生的各种形式的发热量还需进行冷却。洁净工厂，特别是集成电路工厂不仅造价很高，而且运行费用很高。大规模集成电路工厂单位面积冷负荷是一般办公大楼的5~10倍，输送动力是50~100倍，加上24小时运行，所以能耗庞大。

系统控制复杂

洁净室内不同生产工序环境要求不一样，并且不同生产工序环境不能相互影响，要有隔离措施。洁净室要严格控制的参数有洁净度、温湿度、气流分布度、室内压力、噪声、震动、电磁波、照度、有害气体浓度等。因此，“自动控制系统的选择好坏，最终将对整个系统有很大的影响。在设计洁净室的基本系统时，应该把自动控制系统和空调系统作为整体来规划，而不应该考虑在以后追加自动控制系统。”（引自《大规模集成电路工厂洁净环境的设计及其实施》）。

系统稳定性要求高

洁净室内的生产，洁净度决定着产品的成品率、可靠性和质量。下图阐述了芯片的成品率与空气中粒子数的关系。

洁净室生产，各种系统必须始终能够稳定运行。性能的偏差和故障将对产品的合格率产生很大的影响！

生产流程控制严格

医药、研发机构、食品生产以及其它需要严格控制生产环境的行业，都需要对生产流程进行认证，以确保产品的质量。在一些行业，这种认证是强制性的，如制药工业的GMP认证，一个制药企业只有拿到了GMP认证，才能投入生产。流程认证是保证产品质量，减少风险的必需环节。

安防/消防要求严格

工厂的安全包含很多方面，主要的有两方面：安防和消防。安防主要指对不同区域的监视和进出控制，有效地管理工厂；而消防主要指火灾报警，保障员工生命和企业财产安全。

集成电路、制药都是高新技术行业，其厂区的某些区域，如研发中心、实验室需要严格控制人员的进出，以防机密资料外泄。这仅仅是安防措施的一个例子，实际上工厂需要对电梯通道、消防通道以及重要出入口进行监控，可以在指定时段按授权进入允许的楼层或地段。实时监控，随时设置统关、统开，或指定若干通道开关，可随时查询、统计、分析出入信息档案，营造安全的环境。

集成电路、制药多在密闭的洁净室内生产，并且不同工序之间的门也是关闭的。因此对消防报警及相应的消防措施有着特殊性。

Tip

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