技術(shù)文章
TECHNICAL ARTICLES一、潔凈室之定義
潔凈室(Clean Room),亦稱(chēng)為無(wú)塵室或清凈室。
是指將一定空間范圍內(nèi)之空氣中的微粒子、有害空氣、細(xì)菌等之污染物排除,并將室內(nèi)之溫度、潔凈度、室內(nèi)壓力、氣流速度與氣流分布、噪音振動(dòng)及照明、靜電控制在某一需求范圍內(nèi),而所給予特別設(shè)計(jì)之房間。亦即是不論外在之空氣條件如何變化,其室內(nèi)均能俱有維持原先所設(shè)定要求之潔凈度、溫濕度及壓力等性能之特性。
二、潔凈室作用
潔凈室主要之作用在于控制產(chǎn)品(如硅芯片等)所接觸之大氣的潔凈度日及溫濕度,使產(chǎn)品能在一個(gè)良好之環(huán)境空間中生產(chǎn)、制造。
三、潔凈室控管之項(xiàng)目
1. 能除去空氣中飄游之微塵粒子。
2. 能防止微塵粒子之產(chǎn)生。
3. 溫度和濕度之控制。
4. 壓力之調(diào)節(jié)。
5. 有害氣體之排除。
6. 結(jié)構(gòu)物與隔間之氣密性。
7. 靜電之防制。
8. 電磁干擾預(yù)防。
9. 安全因素之考慮。
10. 節(jié)能之考量。
四、潔凈室之分類(lèi)
1.亂流式(Turbulent Flow):
空氣由空調(diào)箱經(jīng)風(fēng)管與潔凈室內(nèi)之空氣過(guò)濾器(HEPA)進(jìn)入潔凈室,并由潔凈室兩側(cè)隔間墻板或高架地板回風(fēng)。氣流非直線型運(yùn)動(dòng)而呈不規(guī)則之亂流或渦流狀態(tài)。此型式適用于潔凈室等級(jí)1,000-100,000級(jí)。
優(yōu)點(diǎn):構(gòu)造簡(jiǎn)單、系統(tǒng)建造成本,潔凈室之?dāng)U充比較容易,在某些特殊用途場(chǎng)所,可并用無(wú)塵工作臺(tái),提高潔凈室等級(jí)。
缺點(diǎn):亂流造成的微塵粒子于室內(nèi)空間飄浮不易排出,易污染制程產(chǎn)品。另外若系統(tǒng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)再激活,欲達(dá)需求之潔凈度,往往須耗時(shí)相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間。
2.層流式(Laminar):
層流式空氣氣流運(yùn)動(dòng)成一均勻之直線形,空氣由覆蓋率之過(guò)濾器進(jìn)入室內(nèi),并由高架地板或兩側(cè)隔墻板回風(fēng),此型式適用于潔凈室等級(jí)需定較高之環(huán)境使用,一般其潔凈室等級(jí)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(guò)濾器單方向吹出,由對(duì)邊墻壁之回風(fēng)系統(tǒng)回風(fēng),塵埃隨風(fēng)向排出室外,一般在下流側(cè)污染較嚴(yán)重。
優(yōu)點(diǎn):構(gòu)造簡(jiǎn)單,運(yùn)轉(zhuǎn)后短時(shí)間內(nèi)即可變成穩(wěn)定。
缺點(diǎn):建造費(fèi)用比亂流式高,室內(nèi)空間不易擴(kuò)充。
?。?)垂直層流式:房間天花板以PA過(guò)濾器覆蓋,空氣由上往下吹,可得較高之潔凈度,在制程中或工作人員所產(chǎn)生的塵??煽焖倥懦鍪彝舛粫?huì)影響其它工作區(qū)域。
優(yōu)點(diǎn):管理容易,運(yùn)轉(zhuǎn)開(kāi)始短時(shí)間內(nèi)即可達(dá)穩(wěn)定狀態(tài),不易為作業(yè)狀態(tài)或作業(yè)人員所影響。
缺點(diǎn):構(gòu)造費(fèi)用較高,彈性運(yùn)用空間困難,天花板之吊架相當(dāng)占空間,維修更換過(guò)濾器較麻煩。
3.復(fù)合式(Mixed Type):
復(fù)合式為將亂流式及層流式予以復(fù)合或并用,可局部潔凈之空氣。
(1)潔凈隧道(Clean Tunnel):以HEPA或PA過(guò)濾器將制程區(qū)域或工作區(qū)域覆蓋使?jié)崈舳鹊燃?jí)提高10級(jí)以上,可節(jié)省安裝運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。
此型式需將作業(yè)人員之工作區(qū)與產(chǎn)品和機(jī)器維修予以隔離,以避免機(jī)器維修時(shí)影響了工作及品質(zhì),SI制程大都采用此種型式。
潔凈隧道另有二項(xiàng)優(yōu)點(diǎn):A.彈性擴(kuò)充容易; B.維修設(shè)備時(shí)可在維修區(qū)輕易執(zhí)行。
?。?)潔凈管道(Clean Tube):將產(chǎn)品流程經(jīng)過(guò)的自動(dòng)生產(chǎn)線包圍并凈化處理,將潔凈度等級(jí)提100級(jí)以上。因產(chǎn)品和作業(yè)員及發(fā)塵環(huán)境相互隔離,少量之送風(fēng)即可得到良好之潔凈度,可節(jié)省能源,不需人工的自動(dòng)化生產(chǎn)線為適宜使用。藥品、食品業(yè)界及半導(dǎo)體業(yè)界均適用。
?。?)并裝局部潔凈室(Clean Spot):將潔凈室等級(jí)10,000~100,000之亂流潔凈室內(nèi)之產(chǎn)品制程區(qū)的潔凈度等級(jí)提高為10~1000級(jí)以上,以為生產(chǎn)之用;潔凈工作臺(tái)、潔凈工作棚、潔凈風(fēng)柜即屬此類(lèi)。
潔凈工作臺(tái):等級(jí)Class 1~100級(jí)。
潔凈工作棚:為在亂流式之潔凈室空間內(nèi)以防靜電之透明塑料布圍成一小空間,采用獨(dú)立之HEPA或PA及空調(diào)送風(fēng)機(jī)組而成為一較之潔凈空間,其等級(jí)為10~1000級(jí),高度在2.5米左右,覆蓋面積約10m2以下,四支支柱并加裝活動(dòng)輪,可為彈性運(yùn)用。
五、潔凈室之構(gòu)成
潔凈室的構(gòu)成是由下列各項(xiàng)系統(tǒng)所組成(在所組成的系統(tǒng)分子中是缺一不可的),否則將無(wú)法構(gòu)成一完整且品質(zhì)良好的潔凈室:
?。?)天花板系統(tǒng):包括吊桿(Ceiling rod)、綱梁(I-Beam或U-Beam)、天花板格子梁(Ceiling grid或Ceilingframe)。
?。?)空調(diào)系統(tǒng):包括空氣艙、過(guò)濾器系統(tǒng)、風(fēng)車(chē)等。
?。?)隔墻板(Partitional wall):包括窗戶(hù)、門(mén)。
?。?)地板:包括高架地板或防靜電舒美地板。
?。?)照明器具:包括日光燈、黃色燈管等。
潔凈室之建筑主體構(gòu)造,一般是用鋼筋或骨水泥,但無(wú)論是何種構(gòu)造,必須滿(mǎn)足如下之條件:
A.不會(huì)因溫度變化與振動(dòng)而發(fā)生裂痕;
B.不易產(chǎn)生微塵粒子,且很難附著粒子;
C.吸濕性?。?nbsp;
D.為了維持室內(nèi)之濕度條件,熱絕緣性要高;
六、潔凈室按用途分類(lèi)(可分為兩大類(lèi))
?。?)、工業(yè)潔凈室——以無(wú)生命微粒的控制為對(duì)象。主要控制空氣塵埃微粒對(duì)工作對(duì)象的污染,內(nèi)部一般保持正壓狀態(tài)。 它適用于精密機(jī)械工業(yè)、電子工業(yè)(半導(dǎo)體、集成電路等)宇航工業(yè)、高純度化學(xué)工業(yè)、原子能工業(yè)、光磁產(chǎn)品工業(yè)(光盤(pán)、膠片、磁帶生產(chǎn))LCD(液晶玻璃)、電腦硬盤(pán)、電腦磁頭生產(chǎn)等多行業(yè)。
?。?)、生物潔凈室,主要控制有生命微粒(細(xì)菌)與無(wú)生命微粒(塵埃)對(duì)工作對(duì)象的污染。又可分為:
A、一般生物潔凈室,主要控制微生物(細(xì)菌)對(duì)象的污染。同時(shí)其內(nèi)部材料要能經(jīng)受各種滅菌劑侵蝕,內(nèi)部一般保證正壓。實(shí)質(zhì)上其內(nèi)部材料要能經(jīng)受各種滅菌處理的工業(yè)潔凈室。例:制藥工業(yè)、醫(yī)院(手術(shù)室、無(wú)菌病房)食品、化妝品、飲料產(chǎn)品生產(chǎn)、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室、理化檢驗(yàn)室、血站等。
B、生物學(xué)安全潔凈室:主要控制工作對(duì)象的有生命微粒對(duì)外界和人的污染。內(nèi)部要保持與大氣的負(fù)壓。例:細(xì)菌學(xué)、生物學(xué)、潔凈實(shí)驗(yàn)室、物物工程(重組基因、疫苗制備)
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