第一章 空氣潔凈技術(shù)的基本概念

第一節(jié)? 空氣潔凈技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

一、空氣潔凈技術(shù)的發(fā)展歷程

空氣潔凈技術(shù)（又稱潔凈技術(shù)或潔凈室技術(shù)）最初是指以控制室內(nèi)空氣中懸浮顆粒物濃度為目標(biāo)的相關(guān)技術(shù)，懸浮顆粒物的濃度用單位體積空氣中大于等于某一粒徑顆粒物的允許數(shù)量來表示，通常也稱為空氣的潔凈度，并以此來劃分潔凈度等級或級別。

最初運用潔凈技術(shù)的目的是為了提高精密產(chǎn)品（如儀器儀表）的成品率或降低其故障率，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)品的精密度越來越高，特別是微電子工業(yè)的發(fā)展，對生產(chǎn)環(huán)境的潔凈度要求也越來越高，控制的對象也從單一的懸浮顆粒物擴(kuò)展到有害氣體。而潔凈技術(shù)在控制空氣中的懸浮顆粒物的同時，也有效地控制了空氣中的細(xì)菌和病毒等有害微生物，所以又逐步推廣到醫(yī)療、制藥、生物等領(lǐng)域，形成了當(dāng)前比較完善的潔凈技術(shù)體系。

1．工業(yè)潔凈室的發(fā)展^[1]

工業(yè)潔凈室（ICR Industrial Clean room）以空氣中的懸浮顆粒物為主要控制對象，主要為精密機(jī)械和電子產(chǎn)品等行業(yè)提供符合要求的生產(chǎn)環(huán)境。

毋庸諱言，與其他高科技一樣，潔凈技術(shù)的誕生及最初應(yīng)用是服務(wù)于軍事目的的。第二次世界大戰(zhàn)中一些槍炮、戰(zhàn)車、飛機(jī)等使用的儀器合格率低或經(jīng)常發(fā)生故障，使研制者認(rèn)識到儀器生產(chǎn)與裝配過程中環(huán)境空氣中的懸浮顆粒物是罪魁禍?zhǔn)?，于是工業(yè)潔凈室誕生了。最初的工業(yè)潔凈室是比較簡陋的，隨著對原子武器和生化武器研究的發(fā)展，在20世紀(jì)40年代初高效空氣過濾器研制成功并得到應(yīng)用，60年代初又出現(xiàn)了“單向流”潔凈室，這些設(shè)備與技術(shù)的誕生成為潔凈技術(shù)發(fā)展的里程碑，奠定了現(xiàn)代潔凈技術(shù)的基礎(chǔ)。

現(xiàn)代工業(yè)潔凈室應(yīng)用的代表是微電子行業(yè)，主要產(chǎn)品為大規(guī)模集成電路和平板顯示器。半個多世紀(jì)以來，集成電路得到迅猛發(fā)展，表1-1為集成電路元件集成度發(fā)展的情況，表1-2是對集成度發(fā)展趨勢的預(yù)測。

集成電路集成度發(fā)展情況（1）? 表1-1?

?集成電路集成度發(fā)展情況（2）??表1-2

從上述表中可以看到隨著集成度的增加，元件中的線寬不斷縮小，因此對空氣中懸浮顆粒物的控制粒徑也越來越小，一般認(rèn)為控制粒徑應(yīng)當(dāng)是線寬的1/10~1/3，但從表1-2看，由于線寬越來越小，這一要求也難以達(dá)到了，微電子產(chǎn)品的迅速發(fā)展對傳統(tǒng)的潔凈技術(shù)提出了極大的挑戰(zhàn)，同時也促進(jìn)了現(xiàn)代潔凈技術(shù)的發(fā)展。

現(xiàn)代工業(yè)潔凈室雖然仍以懸浮顆粒物為主要控制對象，但在某些工藝過程對氣態(tài)污染物也提出了控制要求，稱為空氣中分子態(tài)污染物AMC（AirborneMolecular Contaminants）。因此，空氣凈化技術(shù)的關(guān)鍵設(shè)備也從單一的粒子過濾器發(fā)展到可以吸附有害氣態(tài)物質(zhì)的化學(xué)過濾器。