壹(yi))潔凈室(shi)(CleanRoom),亦(yi)稱為(wei)無(wu)塵(chen)室(shi)或清(qing)凈室(shi)。
「潔(jie)凈室(shi)」是指(zhi)將壹(yi)定空(kong)間(jian)範(fan)圍(wei)內之(zhi)空(kong)氣(qi)中(zhong)的(de)微(wei)粒子(zi)、有(you)害(hai)空(kong)氣(qi)、細(xi)菌等之(zhi)汙染(ran)物排除,並(bing)將室內之(zhi)溫(wen)度(du)、濕度、潔(jie)凈度(du)、室(shi)內壓(ya)力、氣流速(su)度(du)與氣流分(fen)布(bu)、噪音(yin)振動及照(zhao)明(ming)、靜電(dian)控制在某壹(yi)需求範(fan)圍(wei)內,而(er)所(suo)給予特別(bie)設計之(zhi)房(fang)間。亦(yi)即(ji)是不論外在之(zhi)空(kong)氣(qi)條件如(ru)何變化(hua),其(qi)室(shi)內均(jun)能俱(ju)有(you)維持原(yuan)先(xian)所(suo)設定要(yao)求(qiu)之(zhi)潔凈度(du)、溫(wen)濕(shi)度及壓(ya)力等(deng)性(xing)能之(zhi)特性(xing)。
潔凈室(shi)zui主(zhu)要之(zhi)作用(yong)在於控制產(chan)品(pin)所(suo)接觸之(zhi)大氣的潔凈度(du)及(ji)溫(wen)濕(shi)度,使產(chan)品(pin)能在壹(yi)個良(liang)好(hao)之(zhi)環(huan)境空(kong)間(jian)中(zhong)生產(chan)、制造(zao),此(ci)空(kong)間(jian)我(wo)們(men)稱(cheng)之(zhi)為(wei)「潔(jie)凈室(shi)」。
(二)潔凈室(shi)之(zhi)等級(ji)
| 美國(guo)聯邦標(biao)準(zhun)( USA Federal Standard) 209E ( 1992 年(nian)) PC/ft3 |
| 潔凈度(du)級(ji)別 | 粒 徑(jing) (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 |
| 中(zhong)國藥品生產(chan)潔(jie)凈室(shi)(區(qu))的空(kong)氣(qi)潔(jie)凈度(du)標(biao)準(zhun) |
| 潔(jie)凈度(du)級(ji)別 | 塵(chen)埃(ai)zui允(yun)許數 /平(ping)方(fang)米 | 微(wei)生物zui大允(yun)許數 |
| ≥0.5um | ≥5um | 浮(fu)遊(you)菌個 /立(li)方(fang)米 | 沈降(jiang)菌個 /皿(min).30min |
| 100 | 3500 | 0 | 5 | 1 |
| 10000 | 350000 | 2000 | 100 | 3 |
| 100000 | 3500000 | 20000 | 500 | 10 |
| 300000 | 10500000 | 61800 | NA | 15 |
| 潔(jie)凈室(shi)及(ji)潔凈區(qu)空(kong)氣(qi)中(zhong)懸(xuan)浮(fu)粒子(zi)潔(jie)凈度(du)等(deng)級GB50073-2001 |
| 空(kong)氣(qi)潔(jie)凈度(du)等(deng)級 (N) | 大於或等於(yu)表(biao)中(zhong)粒徑(jing)的(de)zui大濃度限值(zhi) (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(san))潔(jie)凈室(shi)控管之(zhi)項(xiang)目(mu)
1. 能除(chu)去(qu)空(kong)氣(qi)中(zhong)飄遊(you)之(zhi)微(wei)塵(chen)粒子(zi)。
2. 能防(fang)止(zhi)微(wei)塵(chen)粒子(zi)之(zhi)產(chan)生。
3. 溫(wen)度(du)和(he)濕(shi)度之(zhi)控制。
4. 壓力(li)之(zhi)調(tiao)節。
5. 有(you)害(hai)氣體(ti)之(zhi)排除(chu)。
6. 結(jie)構物與隔(ge)間(jian)之(zhi)氣密(mi)性(xing)。
7. 靜電(dian)之(zhi)防制。
8. 電(dian)磁幹(gan)擾(rao)預防(fang)。
9. 安(an)全因(yin)素之(zhi)考(kao)慮(lv)。
10. 節(jie)能之(zhi)考(kao)量。
(四(si))潔(jie)凈室(shi)之(zhi)分(fen)類(lei)
1.亂(luan)流式(shi)(TurbulentFlow):
空(kong)氣(qi)由(you)空(kong)調(tiao)箱經(jing)風管與潔(jie)凈室(shi)內之(zhi)空(kong)氣(qi)過濾器(qi)(HEPA)進(jin)入(ru)潔(jie)凈室(shi),並(bing)由(you)潔(jie)凈室(shi)兩(liang)側隔(ge)間(jian)墻(qiang)板(ban)或(huo)高(gao)架地(di)板(ban)回(hui)風。氣(qi)流非(fei)直(zhi)線型運(yun)動(dong)而(er)呈不規(gui)則(ze)之(zhi)亂(luan)流或渦(wo)流狀態(tai)。此(ci)型式(shi)適(shi)用(yong)於(yu)潔凈室(shi)等(deng)級1,000-100,000級。
優點:構造(zao)簡(jian)單(dan)、系(xi)統(tong)建(jian)造(zao)成(cheng)本(ben)低(di),潔凈室(shi)之(zhi)擴充比較(jiao)容(rong)易(yi),在某些特殊用(yong)途(tu)場(chang)所(suo),可(ke)並(bing)用(yong)無(wu)塵(chen)工(gong)作臺(tai),提(ti)高(gao)潔凈室(shi)等(deng)級。
缺點:亂(luan)流造(zao)成(cheng)的(de)微(wei)塵(chen)粒子(zi)於(yu)室內空(kong)間(jian)飄浮(fu)不易(yi)排出(chu),易(yi)汙染(ran)制程產(chan)品(pin)。另(ling)外(wai)若(ruo)系(xi)統(tong)停(ting)止(zhi)運(yun)轉(zhuan)再激(ji)活,欲達需(xu)求(qiu)之(zhi)潔凈度(du),往往須耗(hao)時(shi)相(xiang)當(dang)長(chang)壹(yi)段時(shi)間(jian)。
2.層(ceng)流式(shi)(Laminar):
層(ceng)流式(shi)空(kong)氣(qi)氣(qi)流運(yun)動(dong)成(cheng)壹(yi)均(jun)勻(yun)之(zhi)直線(xian)形(xing),空(kong)氣(qi)由(you)覆(fu)蓋(gai)率(lv)100%之(zhi)過濾器(qi)進(jin)入(ru)室(shi)內,並(bing)由(you)高(gao)架地(di)板(ban)或(huo)兩(liang)側隔(ge)墻(qiang)板(ban)回(hui)風,此(ci)型式(shi)適(shi)用(yong)於(yu)潔凈室(shi)等(deng)級需求(qiu)較(jiao)高(gao)之(zhi)環(huan)境使(shi)用(yong),壹(yi)般其(qi)潔(jie)凈室(shi)等(deng)級為(wei)Class1~100。其(qi)型式(shi)可(ke)分(fen)為(wei)二種(zhong):
(1)水平(ping)層(ceng)流式(shi):水平式(shi)空(kong)氣(qi)自過濾器(qi)單(dan)方(fang)向吹出(chu),由(you)對(dui)邊(bian)墻(qiang)壁之(zhi)回風系(xi)統(tong)回(hui)風,塵(chen)埃(ai)隨(sui)風向(xiang)排(pai)出(chu)室外(wai),壹(yi)般在下流側汙染(ran)較(jiao)嚴重(zhong)。
優點:構造(zao)簡(jian)單(dan),運(yun)轉(zhuan)後短時間(jian)內即(ji)可(ke)變成(cheng)穩(wen)定。
缺點:建(jian)造(zao)費(fei)用(yong)比(bi)亂(luan)流式(shi)高(gao),室內空(kong)間(jian)不易(yi)擴充。
(2)垂直(zhi)層(ceng)流式(shi):房(fang)間天花(hua)板(ban)*以(yi)ULPA過濾器(qi)覆蓋,空(kong)氣(qi)由(you)上(shang)往下吹,可(ke)得(de)較(jiao)高(gao)之(zhi)潔凈度(du),在制程中或(huo)工(gong)作人員所(suo)產(chan)生的(de)塵(chen)埃(ai)可(ke)快(kuai)速(su)排(pai)出(chu)室外(wai)而(er)不會(hui)影(ying)響(xiang)其(qi)它工(gong)作區(qu)域(yu)。
優點:管理容(rong)易(yi),運(yun)轉(zhuan)開(kai)始(shi)短時(shi)間內即(ji)可(ke)達(da)穩(wen)定(ding)狀(zhuang)態(tai),不易(yi)為(wei)作業狀(zhuang)態(tai)或(huo)作業人員所(suo)影響。
缺點:構造(zao)費(fei)用(yong)較(jiao)高(gao),彈(dan)性(xing)運(yun)用(yong)空(kong)間(jian)困難,天花(hua)板(ban)之(zhi)吊架相(xiang)當(dang)占(zhan)空(kong)間(jian),維修(xiu)更(geng)換過濾器(qi)較(jiao)麻(ma)煩(fan)。
3.復(fu)合式(shi)(MixedType):
復(fu)合式(shi)為(wei)將亂(luan)流式(shi)及層(ceng)流式(shi)予以(yi)復(fu)合或(huo)並(bing)用(yong),可(ke)提(ti)供局(ju)部超(chao)潔凈之(zhi)空(kong)氣(qi)。
(1)潔(jie)凈隧(sui)道(dao)(CleanTunnel):以HEPA或ULPA過濾器(qi)將制程區域(yu)或(huo)工(gong)作區(qu)域(yu)100%覆(fu)蓋(gai)使(shi)潔凈度(du)等(deng)級提(ti)高(gao)至10級(ji)以上,可(ke)節(jie)省(sheng)安(an)裝運(yun)轉(zhuan)費(fei)用(yong)。此(ci)型式(shi)需將作業人員之(zhi)工(gong)作區(qu)與(yu)產(chan)品(pin)和(he)機(ji)器(qi)維修(xiu)予以(yi)隔(ge)離(li),以(yi)避(bi)免(mian)機器(qi)維修(xiu)時(shi)影響(xiang)了(le)工(gong)作及(ji)品(pin)質,ULSI制程大都(dou)采(cai)用(yong)此(ci)種(zhong)型式(shi)。潔凈隧(sui)道(dao)另有(you)二項(xiang)優點:A.彈(dan)性(xing)擴充容易(yi);B.維修(xiu)設(she)備時(shi)可(ke)在維修(xiu)區(qu)輕(qing)易(yi)執行(xing)。
(2)潔(jie)凈管道(CleanTube):將產(chan)品(pin)流程經過的自動(dong)生產(chan)線(xian)包(bao)圍(wei)並(bing)凈化(hua)處理(li),將潔凈度(du)等(deng)級提(ti)至100級(ji)以上(shang)。因(yin)產(chan)品(pin)和(he)作業員(yuan)及(ji)發(fa)塵(chen)環(huan)境相(xiang)互(hu)隔(ge)離(li),少(shao)量(liang)之(zhi)送風即(ji)可(ke)得(de)到(dao)良(liang)好(hao)之(zhi)潔凈度(du),可(ke)節(jie)省(sheng)能源(yuan),不需(xu)人工(gong)的自動(dong)化(hua)生產(chan)線(xian)為(wei)zui適(shi)宜(yi)使(shi)用(yong)。藥(yao)品、食品業界及(ji)半導體(ti)業界均(jun)適(shi)用(yong)。
(3)並(bing)裝局部潔凈室(shi)(CleanSpot):將潔凈室(shi)等(deng)級10,000~100,000之(zhi)亂(luan)流潔凈室(shi)內之(zhi)產(chan)品(pin)制程區的(de)潔(jie)凈度(du)等(deng)級提(ti)高(gao)為(wei)10~1000級(ji)以(yi)上(shang),以(yi)為(wei)生產(chan)之(zhi)用(yong);潔(jie)凈工(gong)作臺(tai)、潔(jie)凈工(gong)作棚(peng)、潔(jie)凈風櫃即(ji)屬(shu)此(ci)類(lei)。
潔(jie)凈工(gong)作臺(tai):等(deng)級Class1~100級(ji)。
潔凈工(gong)作棚(peng):為(wei)在亂(luan)流式(shi)之(zhi)潔凈室(shi)空(kong)間(jian)內以(yi)防靜電(dian)之(zhi)透明(ming)塑(su)料布(bu)圍(wei)成(cheng)壹(yi)小空(kong)間(jian),采(cai)用(yong)獨(du)立(li)之(zhi)HEPA或ULPA及(ji)空(kong)調(tiao)送風機(ji)組而(er)成為(wei)壹(yi)較(jiao)之(zhi)潔凈空(kong)間(jian),其(qi)等(deng)級(ji)為(wei)10~1000級(ji),高(gao)度在2.5米左右,覆蓋(gai)面(mian)積約(yue)10M2以下,四(si)支支柱(zhu)並(bing)加裝活動輪,可(ke)為(wei)彈(dan)性(xing)運(yun)用(yong)。
(五)潔凈室(shi)氣(qi)流之(zhi)流動
潔(jie)凈室(shi)的(de)潔凈度(du)往往受到氣流的影(ying)響(xiang),換言(yan)之(zhi),即(ji)人、機器(qi)隔(ge)間(jian)、建(jian)築結(jie)構等所(suo)產(chan)生的(de)塵(chen)埃(ai)之(zhi)移(yi)動(dong)、擴散受到氣流的支配。
潔(jie)凈室(shi)系(xi)利用(yong)HEPA、ULPA過濾空(kong)氣(qi),其(qi)塵(chen)埃(ai)的收(shou)集率(lv)達99.97~99.99995%之(zhi)多,因(yin)此經(jing)過此過濾器(qi)過濾的空(kong)氣(qi)可(ke)說十(shi)分(fen)幹(gan)凈。然(ran)而(er)潔凈室(shi)內除(chu)了(le)人以外(wai),尚有(you)機器(qi)等之(zhi)發塵(chen)源(yuan),這些發(fa)生的(de)塵(chen)埃(ai)壹(yi)旦(dan)擴散,即(ji)無(wu)法(fa)保持潔(jie)凈空(kong)間(jian),因(yin)此必(bi)須利(li)用(yong)氣(qi)流將發生的(de)塵(chen)埃(ai)迅速(su)排(pai)出(chu)室外(wai)。
潔(jie)凈室(shi)內的(de)氣流是左右潔凈室(shi)性(xing)能的(de)重(zhong)要(yao)因(yin)素,壹(yi)般潔凈室(shi)的(de)氣流速(su)度(du)是選(xuan)在0.25~0.5m/s之(zhi)間,此(ci)氣流速(su)度(du)屬(shu)微(wei)風區(qu)域(yu),易(yi)受人、機器(qi)等的動作而(er)幹(gan)擾(rao)趨(qu)於混(hun)亂(luan)、雖(sui)提(ti)高(gao)風速(su)可(ke)抑(yi)制此壹(yi)擾(rao)亂(luan)之(zhi)影響(xiang)而(er)保持潔(jie)凈度(du)、但(dan)因(yin)風速(su)的(de)提(ti)高(gao),將影響(xiang)運(yun)轉(zhuan)成(cheng)本(ben)的增(zeng)加,所(suo)以應在滿足(zu)要求(qiu)的(de)潔(jie)凈度(du)水(shui)準之(zhi)時,能以(yi)zui適(shi)當(dang)的(de)風速(su)供應(ying),以達(da)到適(shi)當(dang)的(de)風速(su)供應(ying)以達(da)到經(jing)濟(ji)性(xing)效果(guo)。
另(ling)壹(yi)方(fang)面(mian)欲達到(dao)潔(jie)凈室(shi)潔(jie)凈度(du)之(zhi)穩定(ding)效果(guo),均(jun)壹(yi)氣流之(zhi)保持亦(yi)為(wei)壹(yi)重(zhong)要(yao)因(yin)素,均(jun)壹(yi)氣流若(ruo)無(wu)法(fa)保持,表(biao)示風速(su)有(you)異(yi),特別(bie)是在壁面(mian),氣(qi)流會(hui)延(yan)著壁(bi)面(mian)發(fa)生渦(wo)流作用(yong),此(ci)時要(yao)實(shi)現(xian)高(gao)潔凈度(du)事(shi)實上(shang)很困難。
垂直(zhi)層(ceng)流式(shi)方(fang)向要(yao)保持均(jun)壹(yi)氣流必須:(a)吹出(chu)面(mian)的(de)風速(su)不可(ke)有(you)速(su)度(du)上的差(cha)異(yi);(b)地板(ban)回(hui)風板(ban)吸(xi)入(ru)面(mian)之(zhi)風速(su)不可(ke)有(you)速(su)度(du)上的差(cha)異(yi)。速(su)度(du)過低或過高(gao)(0.2m/s,0.7m/s)均(jun)有(you)渦流之(zhi)現(xian)象(xiang)發(fa)生,而(er)0.5m/s之(zhi)速(su)度(du),氣流則較(jiao)均(jun)壹(yi),目前(qian)壹(yi)般潔凈室(shi),其(qi)風速(su)均(jun)取在0.25~0.5m/s之(zhi)間。
影(ying)響潔(jie)凈室(shi)的(de)氣流因(yin)素很(hen)多,如(ru)制程設備(bei)、人員、潔(jie)凈室(shi)組裝材、照明(ming)器(qi)具等,同時對於生產(chan)設(she)備(bei)上(shang)方(fang)氣流的分(fen)流點,亦(yi)應(ying)列入(ru)考(kao)慮(lv)因(yin)素。
壹(yi)般操作臺(tai)或(huo)生產(chan)設(she)備(bei)等(deng)表面(mian)的(de)氣流分(fen)流點,應(ying)設(she)於潔(jie)凈室(shi)空(kong)間(jian)與(yu)隔(ge)墻(qiang)板(ban)間(jian)距(ju)2/3之(zhi)處,如(ru)此(ci)可(ke)使(shi)作業人員工(gong)作時(shi),氣(qi)流可(ke)從制程區內部(bu)流向作業區(qu),而(er)將微(wei)塵(chen)帶(dai)走;若(ruo)分(fen)流點配置(zhi)在制程區前(qian)方(fang),將成為(wei)不當(dang)的(de)氣流分(fen)流,此時(shi)大部份的(de)氣(qi)流將流至制程區之(zhi)後,作業員(yuan)操作所(suo)引起(qi)的(de)塵(chen)埃(ai)將被帶(dai)到設(she)備後面(mian),工(gong)作臺(tai)因(yin)而(er)將受到汙染(ran),良(liang)率(lv)也勢必降(jiang)低(di)。
潔凈室(shi)內的(de)工(gong)作桌等障(zhang)礙(ai)物,在相(xiang)接處均(jun)會(hui)有(you)渦流現(xian)象(xiang)發(fa)生,相(xiang)對(dui)地(di)在其(qi)附近(jin)之(zhi)潔凈度(du)將會(hui)較(jiao)差(cha),在工(gong)作桌面(mian)鉆(zuan)上回風孔(kong),將使渦(wo)流現(xian)象(xiang)減(jian)少zui低(di);組裝材料之(zhi)選(xuan)擇是否(fou)恰當(dang)、設(she)備(bei)怖(bu)局是否(fou)完(wan)善,亦(yi)為(wei)氣(qi)流是否(fou)成為(wei)渦(wo)流現(xian)象(xiang)之(zhi)重(zhong)要(yao)因(yin)素。
(六(liu))潔凈室(shi)之(zhi)構成
潔凈室(shi)的(de)構成是由(you)下列各(ge)項(xiang)系(xi)統(tong)所(suo)組成(cheng)(在所(suo)組成(cheng)的(de)系統(tong)分(fen)子(zi)中(zhong)是缺壹(yi)不可(ke)的(de)),否(fou)則將無法(fa)構成壹(yi)完(wan)整(zheng)且(qie)品(pin)質(zhi)良(liang)好(hao)的(de)潔凈室(shi):
(1)天花(hua)板(ban)系(xi)統(tong):包(bao)括吊桿(gan)(Ceiling rod)、綱梁(liang)(I-Beam或U-Beam)、天花(hua)板(ban)格子(zi)梁(liang)(Ceilinggrid或Ceilingframe)。
(2)空(kong)調(tiao)系統(tong):包(bao)括空(kong)氣(qi)艙(cang)、過濾器(qi)系統(tong)、風車等。
(3)隔(ge)墻(qiang)板(ban)(Partitional wall):包(bao)括窗(chuang)戶(hu)、門。
(4)地板(ban):包(bao)括高(gao)架地(di)板(ban)或(huo)防(fang)靜電(dian)舒美地(di)板(ban)。
(5)照(zhao)明(ming)器(qi)具:包括日(ri)光(guang)燈(deng)、黃(huang)色(se)燈(deng)管等。
潔(jie)凈室(shi)之(zhi)建築主(zhu)體構造(zao),壹(yi)般采(cai)用(yong)雙(shuang)面(mian)板(ban)夾(jia)芯(xin)彩鋼板(ban)制造(zao),但(dan)無(wu)論是何種(zhong)構造(zao),必(bi)須滿(man)足(zu)如(ru)下之(zhi)條件:A.不會(hui)因(yin)溫(wen)度(du)變化(hua)與振動而(er)發生裂(lie)痕(hen);B.不易(yi)產(chan)生微(wei)塵(chen)粒子(zi),且(qie)很難附著粒子(zi);C.吸(xi)濕(shi)性(xing)小;D.為(wei)了(le)維持室(shi)內之(zhi)濕度(du)條件,熱絕緣性(xing)要高(gao)。