潔淨室的標準

2017-02-04  來自: 西安百家樂官網實驗室設備有限公司 瀏覽次數:116

(一)潔淨室之定義

  潔淨室(Clean Room),亦稱為無塵室或清淨室。

   潔淨室是指將一定空間範圍內之空氣中的微粒子、有害空氣、細菌等之汙染物排除,並將室內之溫度、潔淨度、室內壓力、氣流速度與氣流分布、噪音振動及照明、靜電控製在某一需求範圍內,而所給予特別設計之房間。亦即是不論外在之空氣條件如何變化,其室內均能俱有維持原先所設定要求之潔淨度、溫濕度及壓力等性能之特性。

  潔淨室最主要之作用在於控製產品(如矽芯片等)所接觸之大氣的潔淨度日及溫濕度,使產品能在一個良好之環境空間中生產、製造,此空間百家樂官網稱之為潔淨室。


(二)潔淨室之等級

  世界各國均有自定規格,但普遍還是用美國聯邦標準209為多,以下僅就209D及209E和世界上其它各國製定標準作介紹與相互比較。

  209E與209D等之不同在於209E表示單位增加了公製單位,潔淨室等級以‵M′字頭表示,如M1、M1.5、M2.5、M3…..依此類推,配合國際公製單位之標準化,M字母後之阿拉伯數目字是以每立方公尺中>=0.5μm之微塵粒子數目字以10的冪次方表示,取指數為之,若微塵粒子數介於前後二者完全冪次方之間,則以1.5、2.5、3.5….表示。

  美國聯邦標準FS 209D都以英製每立方英呎為單位,日本則是采用公製,即以每立方公尺為單位,以0.1μm微粒子為計數標準。日本標準之表示法以Class 1,Class 2,Class 3……Class8表示,的等級為Class 1,最差則為Class 8,以每立方公尺中微塵粒子總數中化為10的冪次方,取其指數而得。


(三)潔淨室控管之項目

  1. 能除去空氣中飄遊之微塵粒子。

  2. 能防止微塵粒子之產生。

  3. 溫度和濕度之控製。

  4. 壓力之調節。

  5. 有害氣體之排除。

  6. 結構物與隔間之氣密性。

  7. 靜電之防製。

  8. 電磁幹擾預防。

  9. 安全因素之考慮。

  10. 節能之考量。


(四)潔淨室之分類

1.亂流式(Turbulent Flow):

  空氣由空調箱經風管與潔淨室內之空氣過濾器(HEPA)進入潔淨室,並由潔淨室兩側隔間牆板或高架地板回風。氣流非直線型運動而呈不規則之亂流或渦流狀態。此型式適用於潔淨室等級1,000-100,000級。

  優點:構造簡單、係統建造成本,潔淨室之擴充比較容易,在某些特殊用途場所,可並用無塵工作台,提高潔淨室等級。

  缺點:亂流造成的微塵粒子於室內空間飄浮不易排出,易汙染製程產品。另外若係統停止運轉再激活,欲達需求之潔淨度,往往須耗時相當長一段時間。 

2.層流式(Laminar):

  層流式空氣氣流運動成一均勻之直線形,空氣由覆蓋率100%之過濾器進入室內,並由高架地板或兩側隔牆板回風,此型式適用於潔淨室等級需定較高之環境使用,一般其潔淨室等級為Class 1~100。其型式可分為二種:

  (1)水平層流式:水平式空氣自過濾器單方向吹出,由對邊牆壁之回風係統回風,塵埃隨風向排出室外,一般在下流側汙染較嚴重。

  優點:構造簡單,運轉後短時間內即可變成穩定。

  缺點:建造費用比亂流式高,室內空間不易擴充。

  (2)垂直層流式:房間天花板完全以ULPA過濾器覆蓋,空氣由上往下吹,可得較高之潔淨度,在製程中或工作人員所

產生的塵埃可快速排出室外而不會影響其它工作區域。

  優點:管理容易,運轉開始短時間內即可達穩定狀態,不易為作業狀態或作業人員所影響。

  缺點:構造費用較高,彈性運用空間困難,天花板之吊架相當占空間,維修更換過濾器較麻煩。

3.複合式(Mixed Type):

  複合式為將亂流式及層流式予以複合或並用,可提供局部超潔淨之空氣。

  (1)潔淨隧道(Clean Tunnel):以HEPA或ULPA過濾器將製程區域或工作區域100%覆蓋使潔淨度等級提高至10級以上,可節省安裝運轉費用。此型式需將作業人員之工作區與產品和機器維修予以隔離,以避免機器維修時影響了工作及品質,ULSI製程大都采用此種型式。

  潔淨隧道另有二項優點:A.彈性擴充容易; B.維修設備時可在維修區輕易執行。

  (2)潔淨管道(Clean Tube):將產品流程經過的自動生產線包圍並淨化處理,將潔淨度等級提至100級以上。因產品和作業員及發塵環境相互隔離,少量之送風即可得到良好之潔淨度,可節省能源,不需人工的自動化生產線為最適宜使用。藥品、食品業界及半導體業界均適用。

  (3)並裝局部潔淨室(Clean Spot):將潔淨室等級10,000~100,000之亂流潔淨室內之產品製程區的潔淨度等級提高為10~1000級以上,以為生產之用;潔淨工作台、潔淨工作棚、潔淨風櫃即屬此類。

  潔淨工作台:等級Class 1~100級。

  潔淨工作棚:為在亂流式之潔淨室空間內以防靜電之透明塑料布圍成一小空間,采用獨立之HEPA或ULPA及空調送風機組而成為一較高級之潔淨空間,其等級為10~1000級,高度在2.5米左右,覆蓋麵積約10m2以下,四支支柱並加裝活動輪,可為彈性運用。


(五)潔淨室氣流之流動

  潔淨室的潔淨度往往受到氣流的影響,換言之,即人、機器隔間、建築結構等所產生的塵埃之移動、擴散受到氣流的支配。

  潔淨室係利用HEPA、ULPA過濾空氣,其塵埃的收集率達99.97~99.99995%之多,因此經過此過濾器過濾的空氣可說十分幹淨。然而潔淨室內除了人以外,尚有機器等之發塵源,這些發生的塵埃一旦擴散,即無法保持潔淨空間,因此必須利用氣流將發生的塵埃迅速排出室外。

  潔淨室內的氣流是左右潔淨室性能的重要因素,一般潔淨室的氣流速度是選0.25~0.5m/s之間,此氣流速度屬微風區域,易受人、機器等的動作而幹擾趨於混亂、雖提高風速可抑製此一擾亂之影響而保持潔淨度、但因風速的提高,將影響運轉成本的增加,所以應在滿足要求的潔淨度水準之時,能以最適當的風速供應,以達到適當的風速供應以達到經濟性效果。

  另一方麵欲達到潔淨室潔淨度之穩定效果,均一氣流之保持亦為一重要因素,均一氣流若無法保持,表示風速有異,特別是在壁麵,氣流會延著壁麵發生渦流作用,此時要實現高潔淨度事實上很困難。

  垂直層流式方向要保持均一氣流必須:(a)吹出麵的風速不可有速度上的差異;(b)地板回風板吸入麵之風速不可有速度上的差異。速度過低或過高(0.2m/s,0.7m/s)均有渦流之現象發生,而0.5m/s之速度,氣流則較均一,目前一般潔淨室,其風速均取在0.25~0.5m/s之間。

  影響潔淨室的氣流因素很多,如製程設備、人員、潔淨室組裝材、照明器具等,同時對於生產設備上方氣流的分流點,亦應列入考慮因素。

  一般操作台或生產設備等表麵的氣流分流點,應設於潔淨室空間與隔牆板間距2/3之處,如此可使作業人員工作時,氣流可從製程區內部流向作業區,而將微塵帶走;若分流點配置在製程區前方,將成為不當的氣流分流,此時大部份的氣流將流至製程區之後,作業員操作所引起的塵埃將被帶到設備後麵,工作台因而將受到汙染,良率也勢必降低。

  潔淨室內的工作桌等障礙物,在相接處均會有渦流現象發生,相對地在其附近之潔淨度將會較差,在工作桌麵鑽上回風孔,將使渦流現象減少最低;組裝材料之選擇是否恰當、設備布局是否完善,亦為氣流是否成為渦流現象之重要因素。


(六)潔淨室之構成

  潔淨室的構成是由下列各項係統所組成(在所組成的係統分子中是缺一不可的),否則將無法構成一完整且品質良好的潔淨室:

  (1)天花板係統:包括吊杆(Ceiling rod)、綱梁(I-Beam或U-Beam)、天花板格子梁

grid或Ceilingframe)。

  (2)空調係統:包括空氣艙、過濾器係統、風車等。

  (3)隔牆板(Partitional wall):包括窗戶、門。

  (4)地板:包括高架地板或防靜電舒美地板。

  (5)照明器具:包括日光燈、黃色燈管等。

  潔淨室之建築主體構造,一般是用鋼筋或骨水泥,但無論是何種構造,必須滿足如下之條件:

  A.不會因溫度變化與振動而發生裂痕;

  B.不易產生微塵粒子,且很難附著粒子;

  C.吸濕性小;

  D.為了維持室內之濕度條件,熱絕緣性要高;


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