محیط‌های فرآیند «تمیز» می‌بایست همیشه و در همه مراحل تمیز باقی بمانند، بنابراین فیلتر کردن هوای محیط به تنهایی کافی نمی‌باشد. به منظور حداقل رساندن آلودگی نیاز به ساخت محیط‌های مجزایی است که در اصطلاح «اتاق تمیز» یا کلین روم نامیده می‌شوند که امکان محدود کردن ذرات در سطوح قابل اندازه‌گیری و کنترل را فراهم می‌سازند. در اتاق‌های تمیز با بیشینه کردن جریان هوای لامینار و کمینه کردن محل‌های حبس ذرات به این مهم دست یافته می‌شود. جریان هوای لامینار، هوایی است که در یک جهت حرکت می‌کند و باعث می‌شود که ذرات در یک فضا محبوس نشوند و جارو شوند. محبس‌های ذرات مناطقی هستند ذرات جمع می‌شوند و از جریان هوای لامینار به دور هستند. طراحی دقیق کلین روم می‌تواند ایجاد این فضاها را به حداقل برساند.

در کلین روم های کارآمد، فیلترهای نصب‌شده در سقف امکان عبور هوای فیلتر شده به سمت کف را فراهم می‌سازند. روی تایل‌های کف اتاق، حفرات و دریچه‌های کوچکی برای خروج هوا تعبیه شده‌است که در آنجا داکت‌های هوا مجدداً هوا را به سمت فیلترهای سقفی هدایت می‌کنند. طی فرآیند فیلتراسیون می‌توان کل حجم هوای اتاق تمیز را بیش از 30 بار در ساعت تعویض کرد که منجر به ایجاد تمیزترین محیط ممکن با حداقل حرکت همرفتی ذرات می‌شود.

کاهش بیشتر میزان آلودگی در اتاق‌های تمیز مستلزم این است که پرسنل از لباس‌های محافظ، پوشش‌های مو و ریش، کلاه مخصوص، پوشش کفش و دستکش‌‌های ویژه استفاده کنند. در تمیزترین محیط‌ها، پرسنل علاوه بر پوشیدن لباس‌های اتاق تمیز، از کلاه‌های ویژه‌ای استفاده می‌کنند که هوای بازدم آنها را نیز فیلتر می‌کند. پوشاک اتاق تمیز در کنترل میکرو ذرات که از طریق افراد انتشار می‌یابند، بسیار موثر است.

محیط‌های کوچک و اتاق‎‌های ایزوله

اتاق‌های تمیز بسیار پیشرفته عموما از محیط‌های تمیز کوچک (minienvironments) استفاده می‌کنند. اینها اتاق‌های تمیز کوچکی (در حدود چند متر مربع) هستند که محصول را از منابع آلودگی خارجی به دور نگه می‌دارند. محیط‌های کوچک دارای فن‌ هوای مجزا، فیلتر، کنترل دما و رطوبت، بازوهای روباتیک داخلی، یا دستکش‌های لاستیکی یکپارچه می‌باشند. محیط‌های کوچک به واسطه داشتن ابعاد کوچکتر، به مراتب کم‌هزینه‌تر از اتاق‌های تمیز هستند و استفاده آنها رو به رشد است. یک کارخانه به جای صرف مخارج زیاد برای ساخت تاسیسات با جدیدترین تکنولوژی، می‌تواند محیط‌های کوچکی را در کلین روم های با کلاس پایین‌تر راه‌اندازی کند.

طبقه‌بندی اتاق‌های تمیز و محیط‌های کوچک

استاندارد فدرال آمریکا 209E منتشر شده در سال 1963، طبقه‌بندی و پایش اتاق‌های تمیز را درون آمریکا تعیین کرد. انجمن استاندارد اروپا با همکاری سازمان بین المللی استانداردسازی (ISO)، استانداردهایی را برای اروپا تدوین کردند. وجود استانداردهای متفاوت، باعث بروز مشکلات و ناهماهنگی‌هایی می‌شد، به همین دلیل در سال 1992، موسسه استانداردهای ملی آمریکا (ANSI) و موسسه علوم و فن‌آوری محیطی (IEST) از ISO درخواست کردند تا یک استاندارد بین‌المللی تدوین کند.

سازمان ISO، استانداردهای جدیدی برای طبقه‌بندی و پایش اتاق‌های تمیز تدوین و تحت عنوان ISO 14644 منتشر کرده است. در نوامبر 2001، آمریکا استاندارد ISO 14644 را به رسمیت شناخت و استاندارد FS-209E را لغو کرد. جدول زیر طبقه‌بندی اتاق‌های تمیز را در استانداردهای FS-209E و ISO 14644-1 مقایسه کرده‌است.

استاندارد ISO 14644-1 کلاس‌های استاندارد برای تمیزی هوای اتاق های تمیز و نواحی تمیز (clean zones) بر پایه غلظت‌های مشخص ذرات معلق ارائه کرده‌است. طبق استاندارد ایزو، اتاق تمیز کلاس 1 نباید بیش از ده ذره بزرگتر از µm 0.1 در هر متر مکعب از هوا داشته باشد. این میزان در اتاق تمیز کلاس 2 ایزو، می‌تواند ده برابر بیشتر از کلین‌ روم کلاس 1 باشد، و در اتاق تمیز کلاس 3 ایزو می‌تواند ده برابر بیشتر از اتاق تمیز کلاس 2 ایزو باشد و برای کلاس‌های دیگر نیز به همین منوال است. مقادیر دقیق قابل قبول ذرات در هر کلاس ایزو در جدول فوق نشان داده شده است.

استانداردهای اتاق تمیز

در سال 1984، موسسه علوم و فن‌آوری محیطی (IEST)، پیش نویس IES-RP-CC-006-84-T که روشی برای تست کلین روم ها می باشد، را تهیه کرد. روش‌های اندازه‌گیری شامل موارد زیر است:

• یکنواختی و سرعت جریان هوا

• یکپارچگی فیلتر

• موازی بودن جریان هوا

• زمان بازیافت (recovery time) اتاق تمیز

• شمارش ذرات معلق هوا

• نرخ ریزش ذرات

• میزان فشار و آلاینده‌های اتاق تمیز

• نرخ القاء

• میزان صدا و نور

• دما و رطوبت و نسبی

• لرزش

اداره تعادل زیست محیطی آمریکا (NEBB)، این استاندارد را گسترش و گواهینامه جدیدی را ارائه داد. علیرغم این که برنامه گواهی NEBB حاوی اطلاعات مفیدی می‌باشد، اما برای اتاق‌های تمیز الزامی نیست.

ارزیابی و معتبرسازی کلین ‌روم

معتبرسازی اتاق تمیز پس از ساخت تاسیسات یا تغییرات فیزیکی عمده صورت می‌گیرد. معتبرسازی تضمین می‌کند که تاسیسات از لحاظ غلظت ذرات با اندازه مشخص، استانداردهای لازم را داراست. صحه گذاری اتاق تمیز در هر یک از سه مرحله مختلف زیر می‌تواند رخ دهد:

• مرحله اتمام ساخت (As Built): یک کلین روم با گواهی «کلاس X ایزو، مرحله اتمام ساخت»، یک اتاق تمیز کاملاً ساخته شده و در مرحله عملیاتی را با تمام سرویس‌های مرتبط، بدون تجهیزات تولید یا پرسنل کاری درون تاسیسات را تعریف می‌کند. این گواهی بسیار رایج است، زیرا هر گونه عیب یا خطایی به راحتی تشخیص و توسط طراح و سازنده کلین روم بر طرف می‌گردد.

• مرحله استراحت یا غیر کاری (At Rest): یک کلین روم با گواهی «کلاس X ایزو، مرحله استراحت»، یک اتاق تمیز کاملا ساخته شده و در مرحله عملیاتی (یا قابل عملیاتی بودن) را بدون پرسنل کاری درون تاسیسات را تعریف می‌کند. این گواهی در راستای گواهی مرحله اتمام ساخت (as built) می‌باشد. کلین روم هایی که ساخته شده‌اند اما بی‌استفاده مانده‌اند، و یا کلین روم هایی که اصلاح شده‌اند، به گواهی «At Rest» نیاز دارند.

• مرحله عملیاتی (Operational): یک کلین روم با گواهی «کلاس X ایزو، مرحله عملیاتی»، یک اتاق تمیز در شرایط عادی عملیات تولید شامل پرسنل و تجهیزات را تعریف می‌کند. این ارزیابی می تواند پس از مجهز کردن جزیی یا کامل تجهیزات اتاق تمیز انجام شود و هدف از آن اطمینان از کارکرد صحیح کلین روم و تنظیم استانداردهای تمیز بودن اتاق تمیز می‌باشد. مدیریت اتاق تمیز لزوم و زمان انجام ارزیابی «Operational» را تعیین می‌کند.

ذرات نشست (deposited particles)

ارزیابی‌های اتاق تمیز، بررسی نشست ذرات بر سطوح را الزام نکرده‌اند؛ بلکه تنها بررسی ذرات آزاد متحرک در هوا در آنها انجام می‌شود. اما با این وجود، ذرات نشست کرده روی سطوح می‌توانند بیشترین تاثیر را روی فرآیندهای تولید با فن‌آوری پیشرفته گذارند.

به منظور ارزیابی نشست ذرات، می‌توان از جمع‌آوری ذرات نشست کرده روی یک سطح شاهد (witness plate) استفاده کرد. سطح شاهد یک جسم صاف و عاری از ذرات است که جنس آن مشابه جنس محصولی است که در پروسه تولید می‌باشد (برای مثال اگر در حال تولید محصولات پلاستیکی ABS هستیم، می‌بایست از صفحه‌های شاهد از جنس پلاستیک ABS استفاده کنیم).

چندین صفحه شاهد در نقاط مختلف اتاق تمیز قرار داده می شوند، و باقی می‌مانند تا ذرات بر آنها نشست کنند. پس از یک زمان معین، این صفحه‌های شاهد جمع‌آوری شده و ذرات نشست‌شده شمارش می‌شوند. شمارش ذرات روی صفحه‌های شاهد معمولاً نیازمند میکروسکوپ نوری یا پارتیکل کانترهای آنالیز سطحی می‌باشد.