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无尘车间知识

来源: 作者: 发布时间:2024-05-14 9386次浏览

无尘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。

无尘室(Clean Room),亦称为无尘室或清净室。
它是污染控制的基础。没有无尘室,污染敏感零件不可能批量生产。在 FED-STD-2里面,无尘室被定义为具备空气过滤、分配、优化、构造材料和装置的房间,其中特定的规则的操作程序以控制空气悬浮微粒浓度,从而达到适当的微粒洁净度级别。无尘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。

目录

一、无尘室 

二、无尘室控管之项目 

三、无尘室之分类 

1. 1.乱流式(Turbulent Flow): 

2. 2.层流式(Laminar): 

3. 3.复合式(Mixed Type): 

4. 比较 

5. 相关概念: 

四、无尘室气流之流动 

五、无尘室之构成 

1. (1)天花板系统: 

2. (2)空调系统: 

3. (3)隔墙板(Partitional wall): 

4. (4)地板: 

5. (5)照明器具: 

6. (6)无尘室之建筑主体构造 

六、无尘室按用途分类(可分为两大类) 

1. (1)、工业无尘室 

2. (2)、生物无尘室, 

七、无尘室污染源知识 

1. 1、发尘量 

2. 2、发菌量 

3. 工作人员产生的污染: 

4. 分析国外试验资料可以认为: 

八、无尘室有五个特性 : 

1. (1) 耐久性: 

2. (2) 清洗: 

3. (3) 成本: 

4. (4) 适应性: 

5. (5) 维护性: 

无尘室用空调箱选用时应注意的事项 

1. (一) 就政府法令而言 

2. (二) 就成本而言 

3. (三) 就工作参数设定而言 

4. (四) 就建筑考虑方面 

5. (五) 就管理合成物的规格方法 

展开 

一、无尘室 

二、无尘室控管之项目 

三、无尘室之分类 

1. 1.乱流式(Turbulent Flow): 

2. 2.层流式(Laminar): 

3. 3.复合式(Mixed Type): 

4. 比较 

5. 相关概念: 

四、无尘室气流之流动 

五、无尘室之构成 

1. (1)天花板系统: 

2. (2)空调系统: 

3. (3)隔墙板(Partitional wall): 

4. (4)地板: 

5. (5)照明器具: 

6. (6)无尘室之建筑主体构造 

六、无尘室按用途分类(可分为两大类) 

1. (1)、工业无尘室 

2. (2)、生物无尘室, 

七、无尘室污染源知识 

1. 1、发尘量 

2. 2、发菌量 

3. 工作人员产生的污染: 

4. 分析国外试验资料可以认为: 

八、无尘室有五个特性 : 

1. (1) 耐久性: 

2. (2) 清洗: 

3. (3) 成本: 

4. (4) 适应性: 

5. (5) 维护性: 

无尘室用空调箱选用时应注意的事项 

1. (一) 就政府法令而言 

2. (二) 就成本而言 

3. (三) 就工作参数设定而言 

4. (四) 就建筑考虑方面 

5. (五) 就管理合成物的规格方法 

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编辑本段一、无尘室

  无尘室中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。 

  无尘室**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,此空间我们称之为无尘室。按照国际惯例, 

   

无尘室

无尘净化级别主要是根据每立方米空气中粒子直径大于划分标准的粒子数量来规定。也就是说所谓无尘并非*没有一点灰尘,而是控制在一个非常微量的单位上。当然这个标准中符合灰尘标准的颗粒相对于我们常见的灰尘已经是小的微乎其微,但是对于光学构造而言,哪怕是一点点的灰尘都会产生非常大的负面影响,所以在光学构造产品的生产上,无尘是必然的要求。 

  如表所示,每立方米将小于0.5微米粒径的微尘数量控制在3500个以下,就达到了国际无尘标准的A级。目前应用在芯片级生产加工的无尘标准对于灰尘的要求高于A级,这样的高标主要被应用在一些等级较高芯片生产上。微尘数量被严格控制在每立方米1000个以内,这也就是业内俗称的1K级别。 

二、无尘室控管之项目

  1. 能除去空气中飘游之微 

   

无尘室

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。 

  11.照度的的调节 

  12.浮游菌及沉降菌的控制 

三、无尘室之分类

1.乱流式(Turbulent Flow):

  空气由空调箱经风管与无尘室内之空气过滤器(HEPA)进入无尘室,并由无尘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。乱流无尘室靠送风气流不断稀释室内空气,将污染空气逐渐稀释,来实现洁净的。气次数决定定义中的净化级别(换气次数越多,净化级别越高)。此型式适用于无尘室等级1,000-100,000级。 

  优点:构造简单、系统建造成本,无尘室之扩充比较容易,在某些特殊用途场所,可并用无尘工作台,提高无尘室等级。 

  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 

   

无尘室

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*之过滤器进入室内,并由高架地板或两侧隔墙板回风,此型式适用于无尘室等级需定较高之环境使用,一般其无尘室等级为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*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**适宜使用。药品、食品业界及半导体业界均适用。 

  (3)并装局部无尘室(Clean Spot):将无尘室等级10,000~100,000之乱流无尘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:为在乱流式之无尘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*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。 

比较

   


乱流式

   

层流式

   

复合式

   



水平层流式

   

垂直层流式

   

洁净隧道

   

洁净管道

   

局部无尘

   



洁净度

   

Class 1000~100000

   

Class 100~1000

   

全区Class 100

   

隧道内Class 100

   

Class 100

   

**靠近面Class 100~1000

   



换气次数(次/时)

   

15~80

   

100~300

   

300~500

   

隧道内500~1000

   

100~300

   

100~300

   



风速(m/s)

   

1~3

   

0.45~0.6

   

0.25~0.4

   

0.3~0.5

   

0.25~0.5

   

0.25~0.45

   



正压度(mm wg)

   

0.5~1.5

   

1.0~2.0

   

1.5~2.5

   

1.0~2.0

   

1.0~2.5

   

1.0~3.0

   


相关概念:

  (1)、自净时间:是指无尘室按设计换气次数开始送风到无尘室,室内含尘浓度达到所设计的净化级别的时间。 1,000级希望不超过20min(分钟) (可取15min计算) 10,000级希望不超过30min(分钟) (可取25min计算) 100,000级希望不超过40min(分钟) (可取30min计算) 

  (2)、换气次数(按上述自净时间要求设计)1,000级 43.5—55.3次/小时 (规范:50次/小时) 10,000级 23.8—28.6次/小时 (规范:25次/小时) 100,000级 14.4—19.2次/小时 (规范:15次/小时) 

四、无尘室气流之流动

  无尘室的洁净度往往受到气流的影响,换言之,即人、机器隔间、建筑结构等所产生的尘埃之移动、扩散受到气流的支配。 

  无尘室系利用HEPA、ULPA过滤空气,其尘埃的收集率达99.97~99.99995%之多,因此经过此过滤器过滤的空气可说十分干净。然而无尘室内除了人以外,尚有机器等之发尘源,这些发生的尘埃一旦扩散,即无法保持洁净空间,因此必须利用气流将发生的尘埃迅速排出室外。 

  无尘室内的气流是左右无尘室性能的重要因素,一般无尘室的气流速度是选0.25~0.5m/s之间,此气流速度属微风区域,易受人、机器等的动作而干扰趋于混乱、虽提高风速可抑制此一扰乱之影响而保持洁净度、但因风速的提高,将影响运转成本的增加,所以应在满足要求的洁净度水准之时,能以**适当的风速供应,以达到适当的风速供应以达到经济性效果。 

  另一方面欲达到无尘室洁净度之稳定效果,均一气流之保持亦为一重要因素,均一气流若无法保持,表示风速有异,特别是在壁面,气流会延着壁面发生涡流作用,此时要实现高洁净度事实上很困难。 

  垂直层流式方向要保持均一气流必须:(a)吹出面的风速不可有速度上的差异;(b)地板回风板吸入面之风速不可有速度上的差异。速度过低或过高(0.2m/s,0.7m/s)均有涡流之现象发生,而0.5m/s之速度,气流则较均一,目前一般无尘室,其风速均取在0.25~0.5m/s之间。 

  影响无尘室的气流因素很多,如制程设备、人员、无尘室组装材、照明器具等,同时对于生产设备上方气流的分流点,亦应列入考虑因素。 

  一般操作台或生产设备等表面的气流分流点,应设于无尘室空间与隔墙板间距2/3之处,如此可使作业人员工作时,气流可从制程区内部流向作业区,而将微尘带走;若分流点配置在制程区前方,将成为不当的气流分流,此时大部分的气流将流至制程区之后,作业员操作所引起的尘埃将被带到设备后面,工作台因而将受到污染,良率也势必降低。 

  无尘室内的工作桌等障碍物,在相接处均会有涡流现象发生,相对地在其附近之洁净度将会较差,在工作桌面钻上回风孔,将使涡流现象减少****;组装材料之选择是否恰当、设备布局是否完善,亦为气流是否成为涡流现象之重要因素。 

五、无尘室之构成

  无尘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无尘室: 

(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地板、以及环氧自流平及滚涂地面。


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