7 无尘室运转与维护管理.doc

無塵室運轉與維護管理一、 污染源控制潔淨室潔淨度之維持和控制，除了硬體設備之配合投資外，也需要良好的軟體一一管理制度來搭配，方能維持良好的潔淨度。潔淨室內之微污染來源，經測試分析結果，作業人員佔約80%，如圖1所示。實驗數據顯示，作業人員進出潔淨室時塵埃有顯著的增加，有人動作時，潔淨度馬上劣化，可見潔淨度劣化之原因，人是主要因素。潔淨室的污染源可分外污染及內污染源。外污染源包括了空調送風、間隙滲入、建築物、工作服、風管材料以及一般性氣體如N2、O2、Air、給水、溶劑等；而內污染源則包括了製程設備、工作人員、工具、加工製程、隔間材、工作桌、包裝材等，圖2為微塵粒子的傳送路徑。對矽晶片而言，微塵粒子之附著，將造成積體電路線路的變形或短路，使晶片失去運作功能，因此微污染控制己成為潔淨室管理的重要環節。表1為在自然環境所測得的塵埃濃度，可為設計參考。而在微污染控制，其基本原則有四：1. 外部塵埃侵入之防止：潔淨室適當之正壓保持（0.5mmAq），做好施工工程之不漏氣，人員設備、原物料搬入潔淨室前先做清潔擦拭等防塵動作，空氣過濾器適當的管理和設置。2. 室內發塵之防止： 隔間隔、地板等潔淨室材料的適當選用、製程設備的發塵抑制、 生產自動化及人員不聚集、動作放輕、潔淨衣的管理、使用潔淨室專 用器等。3. 室內發塵之不積留：牆壁體應光滑無死角、潔淨室須定期保養和清掃、製程設備四週 應留空間。4. 發生塵埃之排除： 換氣次數須足夠，適當的空間佈置以及污染源直接排氣和空調的 氣流速度須適當。以上之四點正是人、物入室的管理問題、實際的作業條件和工程管理關連之問題、室內之空調及清掃關係之問題，這些問題將於下節詳述。圖2以空氣當介質的微塵粒子傳送途徑其他外來污染源作業人員空氣媒介的微塵粒子直接傳送接觸工作及設備接觸直接下降接觸工作表面接觸直接接觸污染生產線 表1自然界微塵粒子數測量地點微塵粒子數（個/ft3）0.5m大氣層圈100田園地區（微風狀況）100,000300,000住宅地區100,000200,000辦公室（工作中）200,000400,000工業區400,0001,000,000正在吸煙的會議室600,0001,000,000二、 潔淨室運轉管理潔淨室運轉管理，可依作業人員、原物料、設備及潔淨室內所用東西等加以探討，並依計劃（Planning）、實施（Doing）、 追蹤（Checking）、動作（Action）之PDCA循環步驟執行。1. 作業人員之管理前己提及在潔淨室內污染來源80%來自作業人員，因此若能使作業人員依潔淨室管理辦法確實執行管理，而所有人員也均能配合實施，則污染源的產生可說已減少大半。現就進入潔淨室的作業人員之管理和注意事項說明於下：（1） 進入潔淨室之人員，必須要具備有達成高潔淨度標準，並要維持最好狀態之觀念。（2） 作業人員進入潔淨室數目以維持最小限度為原則（愈少愈好），並須依潔淨室進出標準流程進出潔淨室，如圖3所示。出則相反方向進行，唯不須經空氣洗塵室之脫塵處理。（3） 對作業人員必須經常講解潔淨室管理之資料，並加以教育與訓練，內容如潔淨室管理之一般常識、潔淨室之構造與功能、維護和清潔、安全對策、搬運器材之潔淨管理與檢查、潔淨衣之穿脫、潔淨室內之步行方式等，並經考試合格者方能進入潔淨室工作。（4） 在潔淨室作業人員須經常保持自己各方面的乾淨與清潔。（5） 在潔淨室內之作業人員或其他人員之移動或動作均為發塵源，其直接響製程，同時亦會影響氣流之擾動，為防止與控制上述情形，基本上須注下列事項：a. 不可在作業區域氣流之上方放置物品或做其他作業。b. 不必要之動作盡量避免以防止亂流及發塵。c. 與作業無關的私心談話儘量避免。d. 為控制發塵量，人員步行及作業要靜靜地進行。表2所示為人體在不同動作時之發塵量。e. 作業要在潔淨之工作檯或工作桌進行。f. 工具等器具須收入有蓋子之箱子或櫃中，並置放一定的場所。（6） 作業人員須經常保持乾淨之手，除了常洗手、剪指甲外，手並應保養，以預防皮膚之剝離，男性須每天刮鬍子。（7） 潔淨衣要經常保持著衣之狀態。（8） 下列所述者不能進入潔淨室：a. 非作業人員或事先未得許可者。b. 未照規定穿著潔淨衣者。c. 剛做激烈運動流汗者。d. 吸煙或吃東西後，尚未經過半小時以上者。圖4為吸煙和未吸煙者微塵產生量與時間之比較圖，由圖上很明顯可看出吸煙者所生之微塵在初期約為非吸煙者的90倍，直至30分鐘後才降至約15倍，此為為何潔淨室禁止吸煙人員和吸煙未滿30分鐘不准進入的原因所在。故針對在潔淨室作業人員之招募，若能選擇不吸煙者為對象，將可帶來甚大利益。圖3潔淨室人員進出流程污染區域戴口罩二次更衣換鞋二次更衣室腳踏黏墊頭罩一次換鞋更衣潔淨室空氣洗塵室腳踏黏墊戴手套洗手烘乾更換潔淨衣、鞋表2人體不同動作之微塵產生數0.30.5一般工作服無塵服普通作業衣無塵服白衣形全覆形白衣形全覆形站立（靜姿）543,000151,00013,800339,000113,0005,580坐下（靜姿）448,000142,00014,800302,000112,0007,420腕上下4,450,000463,00049,0002,980,000298,00018,600上身前屈 3,920,000770,00039,2002,240,000538,00024,200腕的自由運動3,470,000572,00052,1002,240,000298,00020,600頭上下左右1,230,000187,00022,100631,000151,00011,000屈身4,160,0001,110,00062,5003,120,000605,00037,400踏步4,240,0001,210,00092,1002,800,000861,00044,600步行5,360,0001,290,000157,0002,920,0001,010,00056,000單位：每分鐘、每人（9） 如有下列健康狀態或體質者原則上不能進入潔淨室：a. 因日晒、濕疹而皮膚有問題者。b. 對化學纖維或有機溶劑等化學藥品有過敏性體質者。c. 容易出手汗者。d. 比一般人皮膚表皮容易剝離、頭皮或體毛容易掉落者。e. 化妝或塗口紅者。f. 有動大精神病、神經過敏或閉鎖恐懼者。g. 因哮喘、咳嗽或噴嚏者及不能安靜工作者。但對於有下列性格的人，則最適宜進入潔淨室工作：a. 做事細心而有耐性者。b. 勤於整理整頓，經常自己注意身邊清潔的人。c. 經常留意自己之健康者。100,000 吸煙者之呼吸 10,000 1,000 非吸煙者之呼吸 1000 1020 30 40 50 時間（分） （休息時間後量測）圖4吸煙和非吸煙者微塵粒子產生比較（10） 以下之物品不能帶進潔淨室：a. 沒有經過清潔過程之器材、零件備品、測定器等各種物品。b. 紙箱及未經特別處理之記錄或筆記用紙、影印資料等。c. 鉛筆、橡皮擦、墨水等。d. 香煙、化妝品、衛生紙、飲食品等。e. 作業員個人用品如打火機、寶石、裝飾品、錢包、鑰匙、手帕、小日記手冊或其他個人物品等。潔淨室潔淨度維持之最大控制對象為作業人員，因此對於作業人員之數目、行動狀態、進出規則之制定與執行，提高潔淨室內作業人之潔淨意識、反覆教育，均為必須，表3所示為因作業人員之行動而產生污染的增加倍率。2. 原物料、設備進出管理除了人員進出潔淨室須予以規範管理外，原物料及設備之進出也必須經過潔淨程序，方不致於影響潔淨室之潔淨度。其進潔淨室之流程如表4所示。至於搬出則反向而行，但不須經潔淨程序。表3由於作業人員之行動而產生之污染之增加倍率行 動周圍之污染度增加倍率作業人員45人同時聚集在一處時通常之步行靜靜地坐下將手伸入層流式無塵操作檯層流式無塵操作檯無作業作業人員保護用衣服（合成纖維製）：刷工作衣之袖子時無鞋套之狀態踏地板時穿鞋套後踏地板由口袋取出手帕時作業人員本身：普通之呼吸狀態吸煙後之20分鐘內吸煙者之呼吸打噴嚏用手擦臉上皮膚1.531.2211.21.01無1.5310501.53310無2552012表4原物料及設備搬遷流程原物料設備清潔室移入電梯或移至製造樓層初步外部清潔去除外層包裝原物料及設備移入製程區潔淨室清潔原物料或設備表面去除內層包裝原物料及設備進出用潔淨室為潔淨室等級1000或10000級之房間，工作人員於其室內清潔設備或原物料時必須穿著潔淨衣服，所使用之擦拭紙為無塵紙不會脫落纖毛之無塵布，清潔劑除了使用超純水之外，並加入35濃度的IPA或丙酮化學品，以增強去污能力，由於IPA及丙酮具揮發性，故此房間之排氣效果須特別考慮。搬運設備時為免破壞地板支架及地板表面，必須事先於地板上舖設已清潔過的不銹鋼板，作為輔助。 3. 潔淨室內用品管理潔淨室內用品除了進出潔淨室用的潔淨衣、鞋、頭罩、帽、手套、口罩外，尚有如紙張文具、桌子、椅子、晶片盒、搬運車、筆記本、告示板及垃圾箱、真空吸塵器等。潔淨衣之材料以洗後或使用其他處理後仍不會變質或發塵者為基本條件，且其布料為不易燃燒、不起毛，其織法或布料之組織不易通過污染物和不附著污染物之材質，另外經過磨擦不產生靜電或帶電性非常小，洗滌再生容易、不易皺、著衣感舒適等亦為選用考慮因素。頭罩材質為無塵紙（或無纖紙）製成，帽子材質則與潔淨衣同，二者在穿戴使用時，除了只露出眼睛或臉表面部份外，其他部份均須包覆，在頸部部份連接上衣處也必須完全蓋住，不能留有空隙，頭髮亦不能露出來。潔淨室用鞋要合腳且穿起來舒適為基本條件，容易洗滌，底則採用塑膠底，布質部份則採用與潔淨衣相同材質即可，鞋子穿著時潔淨衣腳跟部份應完全塞入緊密包著。手套材料除為與潔淨衣相同的布料外尚有薄橡膠或乙烯樹脂（Viny1），在使用過程中若有不舒適感或妨害手指之觸感者則停止使用，手套表面有粉質時須去除或停用，原則上以使用無粉之Viny1手套為佳。潔淨衣、鞋、帽子等須由專人管理，並定期做清洗，清洗須在潔淨室內進行，並以純水配合清潔溶劑，並經約0.2m之過濾器為之，一般洗滌週期視潔淨度等級而定，在高潔淨區（如Class1）為23天，其他區域則為5天1星期，洗滌完畢乾燥後應立即密封。潔淨衣之置放場所亦須為潔淨室，備用品或新品存放櫃內，正使用者則吊掛衣架上，以為方便取用。桌、椅一般以不銹鋼材質，並須表面加工處理為之，若不得不使用木製品或鍍鋅品，其表面須施環氧樹脂（Epoxy）加工以防止表面發塵，工作桌最好有打洞，追緣取倒角，以利氣流之一運動。椅子盡量採用沒有背及腳踏板者，椅腳高度以坐下來腳可接觸到地板者為原則，但若一定須用高腳椅時，則要準備腳踏環，桌及椅子之腳最好安裝上塑膠小輪子或套上橡膠套。晶片盒為放置晶片之用，故材質以選擇不易磨損、不發塵易清潔之材質如鐵弗龍（Teflon）等，至於搬運車則以構造簡單為原則，並忌使用折疊式，材質仍採用不銹鋼為宜，車輪為耐磨性高之橡膠輪胎，車輪軸承採用雙密封式滾珠軸承。推送搬運車時不得急速運推而以緩行為適。筆記本之紙質應採用無塵紙製成者，且不得使用影印資料，若非萬不得己須使用，則須將文件放在透明之塑膠套內或加覆背，同時不可於室內撕破或將紙揉成一團，避免造成環境之污染。如表5所示為不同紙張材質發塵量之比較。普通黑板及粉筆當然不能在高潔淨室內使用，必要時可在更衣室等潔淨室較低等級的區域使用白板。潔淨室內不得放置清潔用具，垃圾桶宜使用塑膠製品或不銹鋼，且置於維修區中的固定位置，桶須覆以蓋子，以利管制，並定期清理。表5不同紙張發塵量比較 （實驗法：將兩者紙張相疊，而相互磨擦時所產生之紙塵量0.5m以上）真空吸塵器，其功能是在吸取潔淨室內地板上、下及設備上附著之塵粒或液體以防止這些塵粒之再飛揚，以達到清潔的目的。由於真空吸塵器在作業時會有排氣產生，若未經處理，將嚴重影響潔淨室之潔淨度和氣流，因而真空吸塵器在排氣口均裝有HEPA過濾器，以除去塵埃。唯現今之高級潔淨室均設有中央式吸塵系統，並於現場預留吸氣口，故一般之清潔過程均利用此中央系統，以減少使用真空吸塵器時的氣流干擾。在使用中央式系統時，須注意排氣旦之控制，避免使潔淨室內之壓力降低至規定範圍以下。至於真空吸塵器因屬潔淨室內專用，故不可移至潔淨室外使用，若不用時應置放較低等級的潔淨室中，旦每次使用後應清掃吸管、收塵箱等吸氣系統。三、 潔淨室各系統維護保養管理潔淨室內系統除了通稱的空調系統之外，製程設備也包含在內，本節將對該二系統之運轉維護及保養做一概略性說明。 潔淨室內之生產製造設備注意之重點有三：1. 生產設備之選擇、佈置與保養：a. 要選用發塵性較少的生產設備及相關設備，尤其須注意活動部份之發塵。b. 應選擇塵埃之影響較小的生產設備或週邊設備。c. 生產用之水、氣體、藥品等往往是造成污染的原因，故應配備過濾裝置。d. 規劃各設備之配置空間時，事先宜考慮不易積聚微塵之結構，規劃各並以容易清潔為原則。e. 真空泵等容易產生污染物的這類設備，應設置在潔淨室外面或回風區，並加裝排氣管線排氣。f. 設置給水管線、氣體管線和電氣系統時，其構造須考慮到容易清潔，不易聚積污染物。g. 生產及相關設備應定期清掃，以避免微塵之堆積。h. 應加強注意室內的溫濕度控制，避免因濕度之不當造成結露生銹。i. 當設備維修時易產生微塵粒子，故維修時儘量於潔淨室外進行，並加隔離柵隔離。j. 對於施工或維修之廠商，應告知進出潔淨室之各項規定，且負責工程師應隨侍在側監工。k. 應有潔淨室專用工具組，旦不得攜出潔淨室外使用。l. 規劃空間時若能臨近潔淨室設立一間維修和設備保養手冊置放室，將是一理想之規劃。2. 生產設備之防塵措施：a. 磨損、切削均為發生微塵之原因，故需將發塵部份圍蓋之。b. 易產生塵埃之設備，若可能的話應佈置於風尾地點。c. 在操作時，儘量減少觸摸零件或產品。d. 不得有太大或不必要的操作動作，以免捲起附近之灰塵。e. 各項廠務設施之供應如水、氣體和化學品於進入生產設備前應有過濾設備。f. 為不使氣體或液體滯留，造成微污染，故管路配直應有旁路閥之設置。3. 自動化與無塵化：a. 設立自動化傳送系統，可減少人員方面所帶來的污染，唯費用相當昂貴，須詳加評估。b. 建立管制項目如進入潔淨室人員的資格限定，潔淨室作業人員作業規則，潔淨室管理規則等，這些規則已在前面章節敘述，此處不再說明。在潔淨室之維護管理方面，可分三部份加以說明：1. 建築物之維護管理：a. 建築物內定期檢查清潔。b. 地板之清掃管理及損壞更新。c. 隔間牆及天花板檢查清潔和封補。d. 窗戶及門之保養等。2. 環境測定與管理：潔淨室內之運轉環境狀況如溫、濕度及微塵粒子數應每日定期量測，以確實掌握環品質，遇有數據異常，可立即做緊急處理。3. 防塵空調設備之維護管理：a. 溫、濕度及塵埃濃度管理，在前面已述及，唯其量測儀器應做定期校正檢驗，若有設備移動或施工時須做局部測量。b. 過濾網之管理：定期檢查及更換，表6為各種過濾網之檢查及更換週期。c. 空氣調節器之管理：定期檢查隔板接縫及內部污染狀況，冷熱盤管是否有腐蝕現象。d. 送風機之管理：定期檢查送風機運轉狀況。如表7所示為送風機之各項檢查內容及週期。e. 風管及出風口之管理：檢查風管有否腐蝕、污染、塵埃堆積或保溫脫落等。f. 測試及量測儀器管理：定期校正及保養。g. 室內壓力管理：連續監視室內壓力記錄，以維持正壓為基準。h.