無塵室概論（短期訓班改良版）.ppt

1、潔淨室概論,大綱介紹,前言 潔淨室的定義 潔淨室的簡介 潔淨室的適用範圍 潔淨室的特性 潔淨室的種類 潔淨室之送風系統 潔淨室的設計與規劃,前言, Clean Room潔淨室目前已是半導體工業和生物化學、醫藥、 食品界等不可或缺的重要設施。近幾年來，由於技術的創新和發 展，對於產品的高精度化、細微化的需求更加迫切，如超大積體 電路（VLSI）及極大型積體電路（ULSI）的製造，已經成為世界 各國在科技上發展的重要項目，我國也不例外，然而在在積體電 路、太空航空儀器、光學機器等，對於空氣中的懸浮例子、粉塵 等污染物極為敏感，並且對於產品的品質、可靠度及良率的高低 有很重大的影響。 潔淨室空調系統

2、會因為需求等級的不同而有所差異，在設計上面 也會有很大的不同，所以需針對個別的環境的需求做不同的設計， 以達到各種製程所要求的環境。,潔淨室的定義,為將一定空間範圍內之空氣中的微塵粒子、有害空氣、細菌等之污染物排除，並將室內之溫濕度、潔淨度、室內壓力、氣流速度與氣流分佈、噪音振動及照明、靜電控制在某一需求範圍內，而所給于特別設計之房間。 無塵室可視為一個嚴格控制環境的場所，舉凡潔淨度、溫濕度、風速、風量、平行度等對環境有影響的均須加以控制，以符合要求，產品良率才會提高。,潔淨室的簡介1,潔淨室的簡介2,潔淨室的簡介3,潔淨室的簡介4,潔淨室的簡介5,潔淨室的適用範圍,工業用潔淨室 (indus

3、trial clean room；ICR) 生物及醫學用潔淨室 (biological clean room；BCR),工業用潔淨室之等級,生物及醫學用潔淨室之等級,微粒子的基本概念,潔淨室的等級,美國聯邦標準209D,潔淨室的特性,潔淨室與一般的空調最大的不同有以下幾點： 溫濕度的要求比一般空調 低 (23 45) 對空氣品質的要求較嚴格 恆溫恆濕的控制 全外氣量與換氣次數大 潔淨室空調系統24小時全天運轉 氣流分佈需均勻 運轉的成本相當的高 需與鄰近的區域維持壓差,潔淨室的種類,亂流式 層流式,亂流式潔淨室,空氣由空調箱經風管與潔淨室內之空氣過濾器進入潔淨室，並由潔淨室兩側隔間牆版回風。氣

4、流非直線型運動而成不規則之亂流或渦流狀態。此型式適用於潔淨室等級1,000100,000級。 優點：構造簡單，造成本建低，擴充容易。 缺點：微塵粒子漂浮不易排出，停止運轉再啟動，欲 達需求之潔淨度，須耗時相當長時間。,亂流式潔淨室,層流式潔淨室,層流式空氣氣流運動成均勻之直線空氣由覆蓋率百分之百之過濾器進入室內，並由高架地板或兩側格強板回風，此型式適用於潔淨室等級需求較高之環境使用，一般其潔淨室等級為Class1100。 此型分為二種：水平層流式及垂直層流式,水平層流式潔淨室,水平式空氣自過濾器單方向吹出，由對邊牆壁之回風系統回風，塵埃隨風向排於室外。 優點：構造簡單，運轉後短時間內即可變穩定

5、。 缺點：建造費用比亂流式高室內空間不易擴充。,水平層流式潔淨室,垂直層流式潔淨室,垂直層流式房間天花板完全以HEPA過濾器覆蓋，空氣由上往下吹，可得較高之潔淨度。 優點：管理容易，運轉短時間即可達穩定態。 缺點：建造費用高，彈性運用空間較困難。,垂直層流式潔淨室,拼裝局部潔淨室,將潔淨室等級10,000100,000之亂流潔淨室內之產品製程區的潔淨渡等級提高為101000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。,拼裝局部潔淨室,潔淨工作棚,為在亂流式之潔淨式空間內以防靜電之透明塑膠不圍成一小空間，採用獨立之HEPA或ULPA及空調送風機組而成為一較高級之潔淨空間，一般

6、其等即為101000級，高度在2.5米左右，覆蓋面積約10平方公尺以下，四支支柱並加裝活動輪，可為彈性使用。,潔淨工作棚,潔淨工作台,Mini-Environment,Mini-Environment 是近來極受重視的一種新觀念，它同時滿足兩種重要的需求：良好的潔淨度控制和合理的造價。,軸流風扇型(Axial Fan Type) 風扇-風機濾網機組(Fan Filter Unit) 空調風管型(Air Conditioner Type),單一方向式潔淨室之送風系統可分為:,SAP = Supply Air Plenum C/R = Clean Room RAP = Return Air Ple

7、num,軸流風扇型系統(Axial Fan Type),軸流風扇(Axial Fan),可藉由vane pitch調整送風量之大小 潔淨室有高的風扇及馬達效率(超過80%) 噪音規格要求下，通常需加裝消音器，因此必須克服消音器、超高效率過濾網、高架地板及冷卻管排所產生的壓降，所消耗的能量非常的大。,空調風管型系統(air-conditioner Type ),空調風管型系統(air-conditioner Type ),空調風管型為一由外氣空調箱(Air Handling Unit)直接將空氣引進無塵室，因要達到高潔淨度的耗費太大，所以較少人研究及使用。,風扇-風機濾網型系統(FFU Type

8、),風扇-風機濾網機組(Fan Filter Unit),考慮機械性能、過濾性能 模組化施工 壓損小 噪音低，不需加裝消音器 潔淨室內壓力高，更換濾網時不會有塵埃洩漏至潔淨室之虞,外氣空調箱,機房位置佈置,空調機房最好靠近要求送風量大的無塵室，力求風管線路短，但從防止噪音和振動來說，又要求把機房和無淨室隔，而這兩種方面都考慮，則隔開方式有 構造分離方式 夾壁牆隔開式：如果機房緊靠無淨室，不是公用那一面隔牆，而是各自有各的隔牆，兩面隔牆之間留有一定寬度的夾縫。 輔助室隔開式：在潔淨室與機房之間設輔助室，起緩衝作用。 分散方式 屋面上或吊頂上分散式：現在尚有把機房設在頂樓屋面上的做法，使之遠離下面

9、的無塵室，但頂樓下一層最好設為輔助或管理室，此外機房地面應全部個防水處理，並應設排水措施。 地面下分散式：把機房設於地下室。 獨立建築方式：在無塵室之外單獨建立機房，但其離無塵室最好很近。,無塵室的配置,就無塵室來說，它一般包括無塵區、準無塵區和輔助區三部份 無塵區需達到一定潔淨度級別 無塵室 , 無塵室內走廊 準無塵區需達到一定潔淨度或只有潔淨送風要求 人身淨化 物料淨化 無塵室外走廊 輔助區沒有潔淨級別的要求，也無潔淨送風的要求 空調淨化機房 純水站,無塵室的配置,外廊環繞式：外廊可以有窗或無窗，以兼作參觀和放置一些設備用，而一般採用10萬級的和外窗必須是雙層密封窗的。 內廊環繞式：無塵室

10、設在外圍，而走廊設在內部，這種走廊的潔淨度級別一般需較高，甚至和無塵室同樣的等級，此外無塵室設在外圍時，需注意並無外窗設置。 兩端式：無塵室設在一邊，另一邊設準無塵和輔助用房間。 核心式：為了節約用地、縮短管線，可以將無塵區設在中心，上下左右被各種輔助房和隱蔽管道的空間包圍起來，減少與外氣的熱交換。,人員淨化路線,為了在操作中盡量減少人活動產生的污染，人員在進入潔淨區之前，必須更換無塵衣並吹淋、洗澡、消毒。 準無塵區 過渡區 非無塵區,人員淨化路線,無塵室的安全問題,無塵室是一種無窗，且密閉結構要求高的建築物，當事故發生時，為了便於疏散，應在無塵室至少設兩個不靠近的安全出口，可是在平時需嚴加密

11、封。,無塵室規劃,製 程 設 備,尺寸,重量,電力,冷卻水,純水,化學藥劑,廢液,廢水,設備佈置,電力系統,冷卻空調系統,供水系統,藥劑供應,廢液回收,廢水處理,自來水,設計原則1,塵埃之不堆積 塵埃發生之防止 塵埃之排除 塵埃之不攜入 除塵之空調 溫溼度控制及壓力之維持,設計原則2,無塵室設計之潔淨度其室內環境條件，應針對製程品與製程設備來決定。 空間規劃以動線規劃最為重要。 另生產上所需的水、電力、空氣、Gas、藥品等，其供給的品質也是影響製程良率的重要因素。,無塵室的驗收和評定,無塵室的無塵程度是以一特定容量的空氣中所含塵粒的大小及數目來測量的，在特定狀況下以特定容量空氣中之塵粒數目來分

12、級的系統稱為無塵等級。 無塵的規範依國家不同，但在大多數地區，國家規範是根據美國聯邦標準209D。 潔淨室的驗收方法可分 工程完工後狀態(As Built)：室內空曠，機器設備未進入無人員狀態。 停工作業狀態(At Rest)：製造設備轉運中，無人員狀態。 作業中(Operating)：製造設備運轉中，人員在室內。,無塵室的驗收和評定,潔淨室驗收時應注意下列各事項 各測試項目之規格與基準需再確認清楚。 確認各部份之功能是否己調整符合規格條件。 測試使用之儀器需經校驗合格，且在有效期間內。 各部分之按裝方式了解。 依三階段(At Built At Rest Operating)進行時，測試時避免

13、人員之聚集。,無塵室完工後功能測試,(A) 空氣流速測試 (Air flow velocity test) (B) 過濾網洩漏測試 (Filter leak test) (C) 空氣粒子數測試 (Air borne particle count) (D) 溫濕度測試 (Temperature and humidity test) (E) 照度測試 (Lighting level test) (F) 噪音測試 (Noise level test) (G) 室內壓力測試 (Room pressurization test),空氣流速測試,測試儀器 ： 風速計 每台FFU測1點 每一HEPA測量至少

14、要量5秒以上，並求其平均值。 風速與風量均須在設計值5之間。 所有風速必須在設計值20內才算符合驗收標準。,過濾網洩漏測試,測試儀器：Particle Counter 煙霧產生器 (DI & Dry ice方式) FFU邊框 、表面均需測試 PARTICLE COUNTER之採樣器置於FFU下2.5cm處，以50mm/s沿 (a)、(b)路徑作全面掃描。 每一組HEPA均不得有洩漏。 Filter破損處要修補，但不可超過3的HEPA面積,空氣粒子數測試,測試儀器：Particle Counter 測試高度：工作面上(約1.2m左右) 測試點數：無塵室面積()/2.32=欲測點數。 每次測試一分

15、鐘，每點測一次或二次以上。 測試位置避免會產生粒子之附近。 Class 1000其掃描數值為0.3um以上之粒子不可超過1000顆。,溫濕度測試,測試儀器：溫度感測器 列出各種溫濕度要求區域，並依所需溫濕度自動控制系統使其達到正常運轉狀況(至少運轉24小時以上)。 每一房間至少一點，高度為工作面 測溫度的位置放置濕度感測器，溫濕度測量要讓感測器有足夠的時間穩定下來後再開始記錄。,照度測試,測試儀器： 照度計 確定日光燈以使用100小時、其他燈已使用20小時以上，以確保燈管已達正使用狀況。 測試時必須先開燈2小時或燈管已達熱平衡。 測試高度：75cm90cm處。 測試點數：每20測一點。 測試位

16、置是否受到日光照射之影響。 其照度須為600 lux才算合格。,噪音測試,測試儀器： 確認無塵室內各作業區是否於規定噪音標準以下。 無塵室內所有空調設備圴須運轉，其他設備為停止狀態。 測試高度：1.2m處，離牆至少2m，每點測五分鐘以上。 測試點數：每40測一點。 噪音值不應得高於65dBA，無塵棚不得高於68dBA。,室內壓力測試,測試儀器 :壓力感測器 必須在風速、風量、氣流等測試完成後再測(排氣與MAU要完全正常運轉)。 全部門與開口都要關閉。 先測量潔淨度較高區域與相鄰區域之壓差 其室內壓力須為+20pa與相鄰區域之壓差值在5Pa以上 (建議壓差值為12Pa，並無強制規定。 ),無塵室維持壓差之方式,無塵室之管理,無塵室之監