無塵車間詳解—潔凈工程設計新手必讀

無塵車間詳解—潔凈工程設計新手必讀  

(一)無塵車間之定義  
　　無塵車間(Clean Room)，亦稱為無塵室或清凈室。  
　「無塵車間」是指將一定空間范圍內之空氣中的微粒子、有害空氣、細菌等之污染物排除，并將室內之溫度、潔凈度、室內壓力、風淋室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，而所給予特別設計之房間。亦即是不論外在之空氣條件如何變化，其室內均能俱有維持原先所設定要求之潔凈度、溫濕度及壓力等性能之特性。  
　　無塵車間zui主要之作用在于控制產品(如硅芯片等)所接觸之大氣的潔凈度日及溫濕度，使產品能在一個良好之環境空間中生產、制造，此空間我們稱之為「潔凈室」，潔凈室主要應用設備為凈化設備。  

(二) 無塵車間之等級  
　　世界各國均有自定規格，但普遍還是用美國聯邦標準209為多，以下僅就209D及209E和世界上其它各國制定標準作介紹與相互比較。  
　　209E與209D等zui大之不同在于209E表示單位增加了公制單位，潔凈室等級以‵M′字頭表示，如M1、M1.5、M2.5、M3…..依此類推，配合公制單位之標準化，M字母后之阿拉伯數目字是以每立方公尺中>=0.5μm之微塵粒子數目字以10的冪次方表示，取指數為之，若微塵粒子數介于前后二者冪次方之間，則以1.5、2.5、3.5….表示。  
　　美國聯邦標準FS 209D都以英制每立方英呎為單位，日本則是采用公制，即以每立方公尺為單位，以0.1μm微粒子為計數標準。日本標準之表示法以Class 1，Class 2，Class 3……Class8表示，的等級為Class 1，zui差則為Class 8，以每立方公尺中微塵粒子總數中化為10的冪次方，取其指數而得。  
(三) 無塵車間控管之項目  
　　1. 能除去空氣中飄游之微塵粒子。  
　　2. 能防止微塵粒子之產生。  
　　3. 溫度和濕度之控制。  
　　4. 壓力之調節。  
　　5. 有害氣體之排除。  
　　6. 結構物與隔間之氣密性。  
　　7. 靜電之防制。  
　　8. 電磁干擾預防。  
　　9. 安全因素之考慮。  
　　10. 節能之考量。  

(四) 無塵車間之分類 
1.亂流式(Turbulent Flow)： 
　　空氣由空調箱經風管與潔凈室內之空氣過濾器(HEPA)進入潔凈室，并由潔凈室兩側隔間墻板或高架地板回風。氣流非直線型運動而呈不規則之亂流或渦流狀態。此型式適用于潔凈室等級1,000-100,000級。 
　　優點：構造簡單、系統建造成本，潔凈室之擴充比較容易，在某些特殊用途場所，可并用無塵工作臺，提高潔凈室等級。 
　　缺點：亂流造成的微塵粒子于室內空間飄浮不易排出，易污染制程產品。另外若系統停止運轉再激活，欲達需求之潔凈度，往往須耗時相當長一段時間。  

2.層流式(Laminar)： 
　　層流式空氣氣流運動成一均勻之直線形，空氣由覆蓋率之過濾器進入室內，并由高架地板或兩側隔墻板回風，此型式適用于潔凈室等級需定較高之環境使用，一般其潔凈室等級為Class 1~100。其型式可分為二種： 
　　(1)水平層流式：水平式空氣自過濾器單方向吹出，由對邊墻壁之回風系統回風，塵埃隨風向排出室外，一般在下流側污染較嚴重。 
　　優點：構造簡單，運轉后短時間內即可變成穩定。 
　　缺點：建造費用比亂流式高，室內空間不易擴充。 
　　(2)垂直層流式：房間天花板以PA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 

產生的塵埃可快速排出室外而不會影響其它工作區域。 
　　優點：管理容易，運轉開始短時間內即可達穩定狀態，不易為作業狀態或作業人員所影響。 
　　缺點：構造費用較高，彈性運用空間困難，天花板之吊架相當占空間，維修更換過濾器較麻煩。 

3.復合式(Mixed Type)： 
　　復合式為將亂流式及層流式予以復合或并用，可局部潔凈之空氣。 
　　(1)潔凈隧道(Clean Tunnel)：以HEPA或PA過濾器將制程區域或工作區域覆蓋使潔凈度等級提高至10級以上，可節省安裝運轉費用。此型式需將作業人員之工作區與產品和機器維修予以隔離，以避免機器維修時影響了工作及品質，SI制程大都采用此種型式。 
　　潔凈隧道另有二項優點：A.彈性擴充容易； B.維修設備時可在維修區輕易執行。 
　　(2)潔凈管道(Clean Tube)：將產品流程經過的自動生產線包圍并凈化處理，將潔凈度等級提至100級以上。因產品和作業員及發塵環境相互隔離，少量之送風即可得到良好之潔凈度，可節省能源，不需人工的自動化生產線為zui適宜使用。藥品、食品業界及半導體業界均適用。 
　　(3)并裝局部潔凈室(Clean Spot)：將潔凈室等級10,000~100,000之亂流潔凈室內之產品制程區的潔凈度等級提高為10~1000級以上，以為生產之用；潔凈工作臺、潔凈工作棚、潔凈風柜即屬此類。 
　　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以防靜電之透明塑料布圍成一小空間，采用獨立之HEPA或PA及空調送風機組而成為一較之潔凈空間，其等級為10~1000級，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輪，可為彈性運用。