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“无尘” 指通过环境控制、材料选择或工艺优化，将空间、物体表面的尘埃颗粒（通常指粒径≥0.1μm 的固体颗粒）浓度控制在特定标准以下，以满足精密制造、医疗、科研等对洁净度敏感场景的需求。其核心通过物理隔离（如洁净室围护结构）、气流控制（如 HEPA 过滤）、静电控制（如导电地面）等手段，实现微尘颗粒的有效过滤、吸附或排除，营造低尘环境。

二、无尘环境的核心特点

颗粒浓度标准化
- 依据国际标准（如 ISO 14644-1）或行业规范划分等级，常见等级包括：
  - Class 1000（ISO 7 级）：每立方米允许≥0.5μm 颗粒≤35200 个，适用于电子组装、光学镜片生产；
  - Class 100（ISO 5 级）：每立方米允许≥0.5μm 颗粒≤3520 个，适用于半导体封装、医疗无菌灌装；
  - Class 1（ISO 3 级）：每立方米允许≥0.5μm 颗粒≤10 个，仅用于光刻机曝光间、基因测序实验室等极端环境。
多重控制技术
- 空气过滤：采用初效→中效→高效（HEPA/ULPA）三级过滤系统，过滤效率达 99.97%（对 0.3μm 颗粒）；
- 气流组织：单向流（层流）设计使气流匀速平行流动，稀释颗粒浓度（如半导体晶圆车间垂直层流风速 0.3-0.5m/s）；
- 人员与物料控制：进入无尘区需穿戴连体洁净服、鞋套、口罩，物料需经风淋室或传递窗清洁；
- 静电控制：地面铺设导电 PVC 或铜箔，设备接地，人员佩戴防静电手环，避免静电吸附微尘。
动态监测与验证
- 实时监测：通过激光尘埃粒子计数器、压差表、温湿度传感器监控环境参数；
- 定期验证：每年进行洁净度测试（如浮游菌、沉降菌检测），确保符合 ISO 14644-3 标准。

三、无尘的适用范围

1. 半导体与电子制造

场景：芯片制造（光刻、刻蚀、薄膜沉积）、PCB 板焊接、精密电子元件装配。
需求：颗粒污染可能导致芯片短路（如 0.5μm 颗粒落在电路线宽≤1μm 的芯片上），需 Class 100 及以下环境。
应用：
- 台积电 3nm 芯片工厂采用 ISO 4 级洁净室，员工需通过气闸室风淋 30 秒以上；
- 硬盘磁头组装在 Class 10 环境中进行，避免颗粒影响读写精度。

2. 医疗与生物制药

场景：手术室、无菌制剂生产（如注射液灌封）、细胞培养、基因治疗实验室。
需求：控制微生物与尘埃颗粒，防止术后感染或药品污染（如 FDA 要求无菌药品生产需 ISO 5 级环境）。
应用：
- 达芬奇手术机器人装配在 ISO 6 级洁净室，避免机械臂关节进入颗粒影响精度；
- mRNA 疫苗生产的纯化车间采用隔离器技术，实现局部 ISO 5 级无菌环境。

3. 航空航天与精密仪器

场景：航空发动机涡轮叶片涂层喷涂、惯性导航系统陀螺仪装配、卫星光学镜头调校。
需求：颗粒可能引发部件磨损或光学失真（如飞机燃油喷嘴内颗粒导致燃烧不充分）。
应用：
- 空客 A350 复合材料机翼生产在 ISO 7 级洁净室，避免灰尘影响胶接强度；
- 哈勃望远镜镜面研磨在 Class 100 环境中完成，确保表面粗糙度＜1nm。

4. 食品与化妆品工业

场景：烘焙食品无菌包装、眼药水灌装、口红 / 粉饼压制。
需求：符合食品安全标准（如 GB 14881），防止尘埃携带微生物污染产品。
应用：
- 某巧克力工厂的夹心灌装车间采用 ISO 8 级洁净室，减少空气中的面粉颗粒；
- 护肤品精华液生产线使用层流罩局部 ISO 5 级环境，确保灌装过程无颗粒落入。

5. 科研与特殊领域

场景：量子计算机芯片封装、纳米材料实验室、核工业精密检测。
需求：纳米级颗粒控制（如量子比特器件需避免 10nm 级颗粒干扰量子态）。
应用：
- 美国 IBM 量子计算实验室采用 ISO 3 级洁净室，员工需穿戴全面罩呼吸器；
- 核燃料元件加工车间通过负压设计，防止放射性尘埃泄漏。

四、关键技术与设备

洁净室核心设备：
- 空气处理机组（AHU）：控制温湿度与风量；
- 高效过滤器（HEPA/ULPA）：ULPA 过滤器对 0.12μm 颗粒过滤效率≥99.999%；
- 风淋室：风速≥25m/s，吹淋时间≥15 秒，去除人员表面 90% 以上颗粒。
耗材与工具：
- 无尘擦拭布：超细纤维材质，发尘量＜1 个 / 片（≥0.5μm）；
- 防静电镊子：碳纤维材质，表面电阻＜10⁶Ω，用于夹取精密元件。