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洁净室的知识
一、洁净室之定义
  洁净室(Clean Room),亦称为无尘室或清净室。
是指将一定空间范围内之空气中的微粒子、有害空气、细菌等之污染物排除,并将室内之温度、洁净度、室内压力、气流速度与气流分布、噪音振动及照明、静电控制在某一需求范围内,而所给予特别设计之房间。亦即是不论外在之空气条件如何变化,其室内均能俱有维持原先所设定要求之洁净度、温湿度及压力等性能之特性。
二、洁净室作用
  洁净室最主要之作用在于控制产品(如硅芯片等)所接触之大气的洁净度日及温湿度,使产品能在一个良好之环境空间中生产、制造。
三、洁净室控管之项目
  1. 能除去空气中飘游之微尘粒子。
  2. 能防止微尘粒子之产生。
  3. 温度和湿度之控制。
  4. 压力之调节。
  5. 有害气体之排除。
  6. 结构物与隔间之气密性。
  7. 静电之防制。
8. 电磁干扰预防。
  9. 安全因素之考虑。
  10. 节能之考量。
四、洁净室之分类
  1.乱流式(Turbulent Flow):
  空气由空调箱经风管与洁净室内之空气过滤器(HEPA)进入洁净室,并由洁净室两侧隔间墙板或高架地板回风。气流非直线型运动而呈不规则之乱流或涡流状态。此型式适用于洁净室等级1,000-100,000级。
  优点:构造简单、系统建造成本,洁净室之扩充比较容易,在某些特殊用途场所,可并用无尘工作台,提高洁净室等级。
  缺点:乱流造成的微尘粒子于室内空间飘浮不易排出,易污染制程产品。另外若系统停止运转再激活,欲达需求之洁净度,往往须耗时相当长一段时间。
  2.层流式(Laminar):
  
  层流式空气气流运动成一均匀之直线形,空气由覆盖率100%之过滤器进入室内,并由高架地板或两侧隔墙板回风,此型式适用于洁净室等级需定较高之环境使用,一般其洁净室等级为Class 1~100。其型式可分为二种:
  (1)水平层流式:水平式空气自过滤器单方向吹出,由对边墙壁之回风系统回风,尘埃随风向排出室外,一般在下流侧污染较严重。
  优点:构造简单,运转后短时间内即可变成稳定。
  缺点:建造费用比乱流式高,室内空间不易扩充。
  (2)垂直层流式:房间天花板完全以ULPA过滤器覆盖,空气由上往下吹,可得较高之洁净度,在制程中或工作人员所产生的尘埃可快速排出室外而不会影响其它工作区域。
  优点:管理容易,运转开始短时间内即可达稳定状态,不易为作业状态或作业人员所影响。
  缺点:构造费用较高,弹性运用空间困难,天花板之吊架相当占空间,维修更换过滤器较麻烦。
  3.复合式(Mixed Type):
  复合式为将乱流式及层流式予以复合或并用,可提供局部超洁净之空气。
  (1)洁净隧道(Clean Tunnel):以HEPA或ULPA过滤器将制程区域或工作区域100%覆盖使洁净度等级提高至10级以上,可节省安装运转费用。
  此型式需将作业人员之工作区与产品和机器维修予以隔离,以避免机器维修时影响了工作及品质,ULSI制程大都采用此种型式。
  洁净隧道另有二项优点:A.弹性扩充容易; B.维修设备时可在维修区轻易执行。
  (2)洁净管道(Clean Tube):将产品流程经过的自动生产线包围并净化处理,将洁净度等级提至100级以上。因产品和作业员及发尘环境相互隔离,少量之送风即可得到良好之洁净度,可节省能源,不需人工的自动化生产线为最适宜使用。药品、食品业界及半导体业界均适用。
  (3)并装局部洁净室(Clean Spot):将洁净室等级10,000~100,000之乱流洁净室内之产品制程区的洁净度等级提高为10~1000级以上,以为生产之用;洁净工作台、洁净工作棚、洁净风柜即属此类。
  洁净工作台:等级Class 1~100级。
  洁净工作棚:为在乱流式之洁净室空间内以防静电之透明塑料布围成一小空间,采用独立之HEPA或ULPA及空调送风机组而成为一较高级之洁净空间,其等级为10~1000级,高度在2.5米左右,覆盖面积约10m2以下,四支支柱并加装活动轮,可为弹性运用。
  
五、洁净室之构成
  洁净室的构成是由下列各项系统所组成(在所组成的系统分子中是缺一不可的),否则将无法构成一完整且品质良好的洁净室:
  (1)天花板系统:包括吊杆(Ceiling rod)、纲梁(I-Beam或U-Beam)、天花板格子梁(Ceiling grid或Ceilingframe)。
  (2)空调系统:包括空气舱、过滤器系统、风车等。
  (3)隔墙板(Partitional wall):包括窗户、门。
  (4)地板:包括高架地板或防静电舒美地板。
  (5)照明器具:包括日光灯、黄色灯管等。
  洁净室之建筑主体构造,一般是用钢筋或骨水泥,但无论是何种构造,必须满足如下之条件:
  A.不会因温度变化与振动而发生裂痕;
  B.不易产生微尘粒子,且很难附着粒子;
  C.吸湿性小;
  D.为了维持室内之湿度条件,热绝缘性要高;
六、洁净室按用途分类(可分为两大类)
  (1)、工业洁净室——以无生命微粒的控制为对象。主要控制空气尘埃微粒对工作对象的污染,内部一般保持正压状态。 它适用于精密机械工业、电子工业(半导体、集成电路等)宇航工业、高纯度化学工业、原子能工业、光磁产品工业(光盘、胶片、磁带生产)LCD(液晶玻璃)、电脑硬盘、电脑磁头生产等多行业。
  (2)、生物洁净室,主要控制有生命微粒(细菌)与无生命微粒(尘埃)对工作对象的污染。又可分为:
  A、一般生物洁净室,主要控制微生物(细菌)对象的污染。同时其内部材料要能经受各种灭菌剂侵蚀,内部一般保证正压。实质上其内部材料要能经受各种灭菌处理的工业洁净室。例:制药工业、医院(手术室、无菌病房)食品、化妆品、饮料产品生产、动物实验室、理化检验室、血站等。
  B、生物学安全洁净室:主要控制工作对象的有生命微粒对外界和人的污染。内部要保持与大气的负压。例:细菌学、生物学、洁净实验室、物物工程(重组基因、疫苗制备)。
   
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