洁净室构成与施工要点
洁净室设计完成后，随即进入施工建造阶段，包括结构组装及附属设备安装，如空气洗涤室、传递箱等。洁净室的建造需综合考虑多个系统，缺一不可，方能确保整体品质。
洁净室核心构成系统
洁净室由以下五大系统组成：
- 天花板系统：包括吊杆、钢梁（I-Beam或U-Beam）、天花板格子梁；
- 空调系统：含空气舱、过滤器系统、风车等；
- 隔墙板：包括门窗；
- 地板系统：如高架地板、防静电舒美地毯、导电地砖；
- 照明器具：常用日光灯、黄色灯管等。
其系统架构如图1-71所示。
洁净室构装类型分类
按施工方式可分为三类：
- 营造型：适用于大规模洁净室，如半导体、光电厂，结构稳固但工期长；
- 组合型：适用于面积100㎡以下的小型洁净室，如包装或检验区，可在2~3日内完成现场组装；
- 个别型：无需现场施工，可灵活移动，多采用防静电PVC布帘作为隔断材料，便于布局调整。
各类差异详见表1-45，构造示意图分别见图1-72至图1-73。
建筑主体结构与内装材料要求
洁净室主体通常采用钢筋混凝土搭配钢骨结构（Steel Truss）。随着设备日益庞大且对防震要求提高，越来越多项目采用钢骨水泥（SRC）结构，虽提升稳定性，但也推高建厂成本。
内装材料须满足以下条件：
- 耐温变与振动，不易开裂；
- 低发尘性，不易附着微粒；
- 吸湿率低；
- 具备良好热绝缘性能；
- 耐火时间达1~2小时。
目前尚无完全满足上述所有条件的材料，选材时应优先选择接近标准者。随着材料科学进步，理想材料有望实现。
空气过滤系统分类与原理
大气中含多种污染物，必须通过空气过滤器去除，以获得洁净空气。空气过滤器依据除尘粒径、净化原理和使用位置可分为以下类型：
- 初级过滤器（Prefilter）：去除1μm以上颗粒，效率约35%~60%，延长中级过滤器寿命；
- 中级过滤器（Medium Efficiency Filter / Bag Filter）：捕集1μm以下颗粒，效率65%~90%，保护终端过滤器；
- 高性能过滤器（HEPA）：去除0.3μm以上颗粒，效率≥DOP 99.97%；
- 超高效过滤器（ULPA）：去除0.1μm以上颗粒，用于更高洁净等级环境；
- 其他形式：如静电式、黏着式等物理或化学吸附型。
各类性能规范详见表1-48。
过滤机制与关键粒子
空气过滤主要依赖三种捕集原理：
- 滤过（拦截）原理：颗粒大于纤维间隙时被阻挡，对大颗粒最有效；
- 扩散捕捉原理：小颗粒因布朗运动与纤维摩擦带电后附着，风速越低效果越好；
- 惯性冲突原理：高速气流中颗粒因惯性撞击纤维表面而被捕获，风速越高效率越高。
三种机制在不同粒径范围效率各异：
- 惯性原理对≥0.1μm颗粒效率最高；
- 扩散原理对≤0.05μm颗粒更有效；
- 拦截效率相对最低。
在0.05μm~0.1μm区间，三者效率均较低，此为最难捕集的“关键性粒子”（Critical Particle），也是过滤技术的核心挑战。综合捕集效率曲线见图1-77。
高性能过滤器结构与改进方向
HEPA/ULPA过滤器由滤材、分隔材、密封材、外框、垫片等组成。根据滤材组装方式分为分离式与折褶式，后者因有效过滤面积更大，在压降、效率和寿命方面表现更优（见表1-49）。
ULPA过滤器常见尺寸为600×1200×150mm，也有900×1200×150mm规格，区别于标准HEPA尺寸。
为降低压损并适应高阶制程对化学污染控制的需求，行业正推动两大改进：
- 结构优化：采用细长管型设计，相同体积下过滤面积可达传统折褶式的1.8倍（见图1-83，表1-51）；
- 材质升级：逐步以PTFE（聚四氟乙烯）替代传统玻璃纤维滤材。
PTFE滤材的优势与应用
在半导体、液晶及纳米制程中，分子级污染已成为影响良率的关键因素。为此，洁净室普遍采取以下对策：
- 外部污染：通过空调箱处理新风；
- 制程排放：设置局部排气或化学过滤器；
- 建材释放：选用低释气（Low Outgassing）材料。
其中，PTFE滤材因其优异性能被广泛采用，尤以日本大金NEUROFINE产品为代表，具备四大优势：
- 低压损高效率：相同效率下压损更低，或相同压损下效率更高（见图1-84）；
- 不产尘：膜状结构避免纤维剥落，长期使用不劣化；
- 薄型化：节省空间，适用于紧凑型设备；
- 阻燃性好：符合FM4920、UL900 Class 1等安全认证，安全性优于易燃的玻璃纤维。
电子显微图像显示，PTFE滤材孔径均匀细密，显著提升过滤稳定性（见图1-85）。性能对比详见表1-52。
过滤器密封与安装要点
早期采用垫片（Gasket）密封，易漏气。现高等级洁净室多用液体密封剂（Liquid Seal），将A/B两种化学品注入U型槽反应固化，实现可靠密封（见图1-86）。但由于FFU系统普遍采用负压设计，无需额外密封，该工艺已逐渐减少使用。
过滤器效率测试方法
空气过滤器无法实现100%绝对过滤，其效率受颗粒大小、滤材等因素影响。常用测定方法有三种：
1. 重量法（适用于≥1μm）
又称ATI法，通过测量过滤前后空气中的尘埃质量计算效率：
效率 = (过滤前质量 - 过滤后质量) / 过滤前质量 × 100%
缺点是结果受环境尘源影响较大，建议使用标准粒子进行测试。
2. 比色法（适用于＜1μm）
亦称NBS法或Dust Spot Test，通过测量滤纸透光率变化评估效率：
效率 = (上游黑化度 - 下游黑化度) / 上游黑化度 × 100%
常用于中级过滤器检测，如袋式过滤网。
3. 计数法（适用于＜0.5μm）
又称D.O.P法（邻苯二甲酸二辛酯），利用光散射原理计数0.3μm单分散粒子，计算过滤效率：
效率 = (上游粒子数 - 下游粒子数) / 上游粒子数 × 100%
适用于HEPA/ULPA等高性能过滤器检测。
此外还有钠焰法、激光法等辅助检测手段，具体方法因厂商而异。
过滤器泄漏检测流程
安装或运行一段时间后需进行完整性测试。采用扫描法，取样口距过滤器下方10~15cm，以5~10cm/s速度从边缘向中心扫描。发现异常数值需记录位置并复测确认。若确认破损，轻微者修补，严重者更换。
注意事项：
- 取样口避免尖锐材质，防止刺破滤网；
- 操作过程中不得触碰过滤器表面。
异常判断参考表1-54。
洁净室地板系统要求与类型
地板是洁净室中承受人员行走、设备搬运的关键区域，易磨损、带电、积尘，因此对其性能要求最为严格。基本要求包括：
- 耐磨、抗冲击、不易剥落；
- 无缝隙、易清洁；
- 防水、耐腐蚀、抗静电、隔热；
- 表面光滑，低发尘、低挥发。
常见材料包括环氧树脂涂装地板、卷装式防静电地毯（如阿姆斯壮）、高架地板三类。前两者用于一般洁净室，后者用于垂直层流洁净室，便于回风及管线布置（见图1-90至图1-92）。
高架地板类型与性能
高架地板主要类型包括：
- 木质：轻便但承重差、易产尘，高级洁净室禁用；
- 铸铁：承重强、耐磨，但易生锈，仅用于封装测试厂；
- 铝合金：轻质高强，极限强度可达4000kgf以上，已成主流；
- 镁合金：更轻，延展性较差，尚未普及。
高架地板组件包括抗静电地砖、铝合金面板、支撑架、防震横梁等，部分带风量调节功能。下方空间可用于布设电缆、管道，并支持自由开启维护。
地板面板结构设计
为优化气流分布，减少乱流，高架地板面板常做特殊加工：
- 冲孔式：开孔直径8~10mm，开孔率10%~22%，常用17%；
- 格子式：开孔率达50%~60%，透气性好，但行走不适，推车不稳，多用于低等级维修区。
隔间墙系统要求与施工
隔间墙是洁净室重要组成部分，需具备：
- 无发尘、气密性好；
- 高强度、耐震、防湿；
- 隔热、耐热、耐污；
- 抗静电、耐药品。
常用材料为钢板或铝板表面涂覆环氧树脂、聚氨酯等。中间填充蜂窝纸、玻璃纤维或PU发泡体以增强隔音隔热，但施工易泄漏污染。当前趋势为无填充直板结构，或使用抗静电PVC板。
施工时在地板与天花板设固定槽，嵌入板材并用T型压条固定，接缝处用硅胶密封（见图1-93）。
为防尘积聚，墙角与地面、天花交接处应做圆弧处理，半径20~40mm，可通过卷边或加装弧形条实现（见图1-94、图1-95）。若为回风高架地板，可省略此处理。
屋顶与照明系统设计
洁净室屋顶需具备足够荷载、断热、防水性能，发尘性要求低于墙体。常规做法为波纹铁皮+环氧涂层+水泥+保温防水层，总厚约10~15cm。若顶部需安装设备，则改为钢筋混凝土结构。
照明系统选型
照明需满足作业需求且不易积尘。常见灯具类型：
- 吸顶型、埋入型：影响气流且易积尘，已少用；
- 圆尖型（Tear Drop）：暴露在外，易碰撞；
- 嵌入型：直接安装于天花板框架，占用空间小，成为主流。
灯具布置见图1-96至图1-98。
门、窗及其他建筑配件
门窗数量应尽量减少，窗户宜封闭或缩小面积，确保气密、易清洁。门的设计需注意：
- 人流、物流通道分离；
- 避免设在外部污染气流直吹位置；
- 优先采用气密门；
- 开门方向朝高压区（安全门除外）。
结构示意图见图1-99、图1-100。
洁净室组装流程
土建完成后，依次进行清洁、补强、环氧涂装、高架地板安装、天花板组装，随后进行隔墙与过滤器安装。主要流程如下：
隔间墙施工程序
- 起点放样；
- 方向放样；
- 固定柱基座；
- 固定天花板吊座；
- 安装立柱；
- 安装踢脚板底座及踢脚板；
- 安装第二根立柱；
- 安装户档；
- 安装横料；
- 安装隔墙板；
- 检查缝隙并用硅胶填补。
施工流程见图1-101。
过滤器安装步骤
- 将新过滤器移入洁净室；
- 拆除包装，检查外观，以45°斜角缓慢插入框架，保护层（PVC Sheet）待送风前再拆除；
- 重复操作直至全部安装完成。
若为FFU系统，电源线另行布设。全程动作需轻柔，避免碰撞滤材。
洁净室施工安全规则
施工期间必须遵守以下安全规定：
- 专人负责安全管理；
- 禁止雇佣童工；
- 工作区严禁吸烟嚼槟榔；
- 配备安全眼镜、安全帽、安全索；
- 保持通道畅通；
- 及时清理垃圾，每日清出洁净室；
- 发生意外立即报告监工；
- 危险区域设置围栏与警示标志；
- 地板开口处设防护；
- 配备CO₂灭火器，禁用干粉；
- 2米以上作业须搭设脚手架并系安全绳；
- 工具设备保持完好状态；
- 保证充足照明；
- 电源线绝缘良好，禁止过载，保险丝不得用铜丝代替；
- 通电配电盘标明“高压危险”；
- 圆柱物品竖立固定；
- 易燃化学品加盖存放，无人看管时不得放置现场；
- 禁止随意操作阀门、开关、插座；
- 未经许可不得擅自更改管线或材料；
- 配备通信工具，保障联络畅通。
洁净室附属配件功能说明
除主体结构外，洁净室还需配置以下附属设备：
脚踏黏垫（Sticky Mat）
用于清除鞋底灰尘，设置于更衣室门前或空气洗尘器前。每组30张，逐层撕换，属消耗品。
空气洗尘器（Air Shower）
通过HEPA过滤后的高速气流（约25m/s）吹扫人员衣物及工具上的微粒。配备初级、中级和HEPA三级过滤系统，进出设有连锁装置，吹扫时间由定时器控制（通常10~15秒），以平衡效果与能耗。实验表明15秒为最佳清洗时间（见图1-103）。
除箱式外，隧道型洗尘器允许步行通过，气流自上而下覆盖全身，效果更佳，但占用空间较大。
传递箱（Pass Box）
安装于洁净室隔墙上，双面互锁，用于物品传递，避免开门破坏气流与压差。表面光滑不沾尘，作为缓冲区减少污染风险（见图1-104）。
压力调节平衡器（Pressure Damper）
安装于隔墙上，调节室内外压差，维持室内正压，防止外部污染侵入。通过调节磁铁高度控制压差值（见图1-105）。
其他常用配件还包括洗手烘干机、洁净室专用真空吸尘器、无尘服置放架、镜面、专用垃圾箱等。进入洁净室所需穿戴的无尘衣、鞋、头套、口罩、手套等为必备耗材。
