純臻凈化

湖南凈化車間的標(biāo)準(zhǔn)

隨著21世界最尖端產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，加速了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變革，無塵室設(shè)立之必要性也相對地提高。商品日漸的小型化和精密化，塵埃和溫濕 的變化對商品的完成度亦造成極大的危害，導(dǎo)致品質(zhì)低下。伴隨商品的高品質(zhì)要求，環(huán)境無塵化的需求也日益提高。因此在無塵室中 用防塵材料及商品都顯得格外重要。 所謂的無塵室是一個人造的環(huán)境，里面含有的粒子遠(yuǎn)低于一般的環(huán)境，隨著集成電路的級數(shù)的快速成長，也增加了對制造環(huán)境(無塵室)潔凈度要求，在工業(yè)上即使使粒子之尺寸想小于0.1微米.也可能阻礙產(chǎn)品的運(yùn)作或降低其壽命。優(yōu)于納米技術(shù)的興起，造成半導(dǎo)體關(guān)鍵尺寸持續(xù)縮小，集成電路積集度不斷地增加，塵粒更容易使芯片失效或可靠度惡化。例如當(dāng)金屬塵粒落到金屬導(dǎo)線時，就可能會使金屬導(dǎo)線形成短路。又如果有酸性的離子化合物塵粒掉在金屬導(dǎo)線上，可能將其腐蝕，所以無塵室為集成電路制造不可或缺的要素。

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一、凈化車間(Clean Room)，亦稱為潔凈室或無塵室。

「凈化車間」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、濕度、潔凈度、室內(nèi)壓力、氣流速度與氣流分布、噪音振動及照明、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。 潔凈室最主要之作用在于控制產(chǎn)品所接觸之大氣的潔凈度及溫濕度，使產(chǎn)品能在一個良好之環(huán)境空間中生產(chǎn)、制造，此空間我們稱之為「凈化（無塵）車間」。

二、凈化車間標(biāo)準(zhǔn)---等級

美國聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)（< USA Federal Standard ）209E （1992 年）PC/ft3

潔凈度級別 粒 徑 (um)

0.1 0.2 0.3 0.5 5.0

1 35 7.5 3 1 NA

10 350 75 30 10 NA

100 NA 750 300 100 NA

1000 NA NA NA 1000 7

10000 NA NA NA 10000 70

100000 NA NA NA 100000 700

純臻凈化

中國藥品生產(chǎn)無塵車間（區(qū)）的空氣潔凈度標(biāo)準(zhǔn)

潔凈度級別 塵埃最允許數(shù) /平方米 微生物最大允許數(shù)

≥0.5um 5um 浮游菌個 /立方米 沉降菌個 /皿.30min

100 3500 0 5 1

10000 350000 2000 100 3

100000 3500000 20000 500 10

300000 10500000 61800 NA 15

凈化車間及潔凈區(qū)空氣中懸浮粒子潔凈度等級GB50073-2001

空氣潔凈度等級 (N) 大于或等于表中粒徑的最大濃度限值 (pc/m3) 0.1μm 0.2μm 0.3μm 0.5μm 1μm 5μm

1 10 2

2 100 24 10 4

3 1000 237 102 35 8

4 10000 2370 1020 352 83

5 100000 23700 10200 3520 832 29

6 1000000 237000 102000 35200 8320 293 7 352000 83200 2930

8 3520000 832000 29300

9 35200000 8320000 293000

三、凈化車間標(biāo)準(zhǔn)----控管之項目：

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。

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四、凈化車間標(biāo)準(zhǔn)---分類

1.> 亂流式(Turbulent Flow)：

空氣由空調(diào)箱經(jīng)風(fēng)管與無塵車間內(nèi)之空氣過濾器(HEPA)進(jìn)入潔凈室，并由無塵車間兩側(cè)隔間墻板或高架地板回風(fēng)。氣流非直線型運(yùn)動而呈不規(guī)則之亂流或渦流狀態(tài)。此型式適用于潔凈室等級1,000-100,000級。

優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡單、系統(tǒng)建造成本低，潔凈室之?dāng)U充比較容易，在某些特殊用途場所，可并用無塵工作臺，提高無塵車間等級。

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，往往須耗時相當(dāng)長一段時間。

2.> 層流式(Laminar)：

層流式空氣氣流運(yùn)動成一均勻之直線形，空氣由覆蓋率100%之過濾器進(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需求較高之環(huán)境使用，一般其潔凈室等級為Class 1~100。

其型式可分為以下二種：

(1)無塵車間水平層流式：水平式空氣自過濾器單方向吹出，由對邊墻壁之回風(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)造簡單，運(yùn)轉(zhuǎn)后短時間內(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。

(2)無塵車間垂直層流式：房間天花板完全以ULPA過濾器覆蓋，空氣由上往下吹，可得較高之潔凈度，在制程中或工作人員所產(chǎn)生的塵�？煽焖倥懦鍪彝舛�不會影響其它工作區(qū)域。 優(yōu)點(diǎn)：管理容易，運(yùn)轉(zhuǎn)開始短時間內(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，可提供局部超潔凈之空氣。

(1)無塵車間潔凈隧道(Clean Tunnel)：以HEPA或ULPA過濾器將制程區(qū)域或工作區(qū)域100%覆蓋使?jié)崈舳鹊燃壧岣咧?0級以上，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)器維修時影響了工作及品質(zhì)，ULSI制程大都采用此種型式。潔凈隧道另有二項優(yōu)點(diǎn)：A.彈性擴(kuò)充容易； B.維修設(shè)備時可在維修區(qū)輕易執(zhí)行。

(2)無塵車間潔凈管道(Clean Tube)：將產(chǎn)品流程經(jīng)過的自動生產(chǎn)線包圍并凈化處理，將潔凈度等級提至100級以上。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，不需人工的自動化生產(chǎn)線為最適宜使用。藥品、食品業(yè)界及半導(dǎo)體業(yè)界均適用。

(3)無塵車間并裝局部潔凈室(Clean Spot)：將潔凈室等級10,000~100,000之亂流潔凈室內(nèi)之產(chǎn)品制程區(qū)的潔凈度等級提高為10~1000級以上，以為生產(chǎn)之用；即屬此類。 潔凈工作臺：等級Class 1~100級。 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ULPA及空調(diào)送風(fēng)機(jī)組而成為一較高級之潔凈空間，其等級為10~1000級，高度在2.5米左

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右，覆蓋面積約10M2以下，四支支柱并加裝活動輪，可為彈性運(yùn)用。

五、凈化車間標(biāo)準(zhǔn)---氣流之流動

1>無塵車間的潔凈度往往受到氣流的影響，換言之，即人、機(jī)器隔間、建筑結(jié)構(gòu)等所產(chǎn)生的塵埃之移動、擴(kuò)散受到氣流的支配。

2>無塵車間系利用HEPA、ULPA過濾空氣，其塵埃的收集率達(dá)99.97~99.99995%之多，因此經(jīng)過此過濾器過濾的空氣可說十分干凈。然而潔凈室內(nèi)除了人以外，尚有機(jī)器等之發(fā)塵源，這些發(fā)生的塵埃一旦擴(kuò)散，即無法保持潔凈空間，因此必須利用氣流將發(fā)生的塵埃迅速排出室外。

3>無塵車間內(nèi)的氣流是左右潔凈室性能的重要因素，一般潔凈室的氣流速度是選在0.25~0.5m/s之間，此氣流速度屬微風(fēng)區(qū)域，易受人、機(jī)器等的動作而干擾趨于混亂、雖提高風(fēng)速可抑制此一擾亂之影響而保持潔凈度、但因風(fēng)速的提高，將影響運(yùn)轉(zhuǎn)成本的增加，所以應(yīng)在滿足要求的潔凈度水準(zhǔn)之時，能以最適當(dāng)?shù)娘L(fēng)速供應(yīng)，以達(dá)到適當(dāng)?shù)娘L(fēng)速供應(yīng)以達(dá)到經(jīng)濟(jì)性效果。另一方面欲達(dá)到潔凈室潔凈度之穩(wěn)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(fēng)速有異，特別是在壁面，氣流會延著壁面發(fā)生渦流作用，此時要實(shí)現(xiàn)高潔凈度事實(shí)上很困難。

4>無塵車間垂直層流式方向要保持均一氣流必須：(a)吹出面的風(fēng)速不可有速度上的差異；(b)地板回風(fēng)板吸入面之風(fēng)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(xiàn)象發(fā)生，而0.5m/s之速度，氣流則較均一，目前一般潔凈室，其風(fēng)速均取在0.25~0.5m/s之間。

5> 影響潔凈室的氣流因素很多，如制程設(shè)備、人員、潔凈室組裝材、照明器具等，同時對于生產(chǎn)設(shè)備上方氣流的分流點(diǎn)，亦應(yīng)列入考慮因素。 一般操作臺或生產(chǎn)設(shè)備等表面的氣流分流點(diǎn)，應(yīng)設(shè)于潔凈室空間與隔墻板間距2/3之處，如此可使作業(yè)人員工作時，氣流可從制程區(qū)內(nèi)部流向作業(yè)區(qū)，而將微塵帶走；若分流點(diǎn)配置在制程區(qū)前方，將成為不當(dāng)?shù)臍饬鞣至�，此時大部份的氣流將流至制程區(qū)之后，作業(yè)員操作所引起的塵埃將被帶到設(shè)備后面，工作臺因而將受到污染，良率也勢必降低。 無塵車間內(nèi)的工作桌等障礙物，在相接處均會有渦流現(xiàn)象發(fā)生，相對地在其附近之潔凈度將會較差，在工作桌面鉆上回風(fēng)孔，將使渦流現(xiàn)象減少最低；組裝材料之選擇是否恰當(dāng)、設(shè)備怖局是否完善，亦為氣流是否成為渦流現(xiàn)象之重要因素。

六、凈化車間標(biāo)準(zhǔn)---構(gòu)成

潔凈室的構(gòu)成是由下列各項系統(tǒng)所組成(在所組成的系統(tǒng)分子中是缺一不可的)，否則將無法構(gòu)成一完整且品質(zhì)良好的潔凈室

(1)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)。