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潔淨工程

更新時間：2012-02-17      點擊次數：4542

一)潔淨室(CleanRoom)，亦稱為(wei) 無塵室或清淨室。

     「潔淨室」是指將一定空間範圍內之空氣中的微粒子、有害空氣、細菌等之汙染物排除，並將室內之溫度、濕度、潔淨度、室內壓力、氣流速度與氣流分布、噪音振動及照明、靜電控製在某一需求範圍內，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淨度、溫濕度及壓力等性能之特性。
     潔淨室zui主要之作用在於控製產品所接觸之大氣的潔淨度及溫濕度，使產品能在一個良好之環境空間中生產、製造，此空間我們稱之為「潔淨室」。

(二)潔淨室之等級

 

美國聯邦標準( USA Federal Standard) 209E ( 1992 年) PC/ft3
潔淨度級別
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

 

中國藥品生產(chan) 潔淨室(區)的空氣潔淨度標準
潔淨度級別
塵埃zui允許數 /平方米
微生物zui大允許數
≥0.5um
≥5um
浮遊菌個(ge) /立方米
沉降菌個(ge) /皿.30min
100
3500
0
5
1
10000
350000
2000
100
3
100000
3500000
20000
500
10
300000
10500000
61800
NA
15

 

潔淨室及潔淨區空氣中懸浮粒子潔淨度等級GB50073-2001
空氣潔淨度等級 (N)
大於(yu) 或等於(yu) 表中粒徑的zui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)潔淨室控管之項目

1. 能除去空氣中飄遊之微塵粒子。
2. 能防止微塵粒子之產生。
3. 溫度和濕度之控製。
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. 靜電之防製。
8. 電磁幹擾預防。
9. 安全因素之考慮。
10. 節能之考量。

(四)潔淨室之分類

1.亂流式(TurbulentFlow)：
     空氣由空調箱經風管與潔淨室內之空氣過濾器(HEPA)進入潔淨室，並由潔淨室兩側隔間牆板或高架地板回風。氣流非直線型運動而呈不規則之亂流或渦流狀態。此型式適用於潔淨室等級1,000-100,000級。
     優點：構造簡單、係統建造成本低，潔淨室之擴充比較容易，在某些特殊用途場所，可並用無塵工作台，提高潔淨室等級。
     缺點：亂流造成的微塵粒子於室內空間飄浮不易排出，易汙染製程產品。另外若係統停止運轉再激活，欲達需求之潔淨度，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100%之過濾器進入室內，並由高架地板或兩側隔牆板回風，此型式適用於潔淨室等級需求較高之環境使用，一般其潔淨室等級為Class1~100。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，由對邊牆壁之回風係統回風，塵埃隨風向排出室外，一般在下流側汙染較嚴重。
      優點：構造簡單，運轉後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ULPA過濾器覆蓋，空氣由上往下吹，可得較高之潔淨度，在製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.複合式(MixedType)：
     複合式為將亂流式及層流式予以複合或並用，可提供局部超潔淨之空氣。
      (1)潔淨隧道(CleanTunnel)：以HEPA或ULPA過濾器將製程區域或工作區域100%覆蓋使潔淨度等級提高至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，ULSI製程大都采用此種型式。潔淨隧道另有二項優點：A.彈性擴充容易；B.維修設備時可在維修區輕易執行。
      (2)潔淨管道(CleanTube)：將產品流程經過的自動生產線包圍並淨化處理，將潔淨度等級提至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淨度，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)並裝局部潔淨室(CleanSpot)：將潔淨室等級10,000~100,000之亂流潔淨室內之產品製程區的潔淨度等級提高為10~1000級以上，以為生產之用；潔淨工作台、潔淨工作棚、潔淨風櫃即屬此類。
      潔淨工作台：等級Class1~100級。
     潔淨工作棚：為在亂流式之潔淨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ULPA及空調送風機組而成為一較之潔淨空間，其等級為10~1000級，高度在2.5米左右，覆蓋麵積約10M2以下，四支支柱並加裝活動輪，可為彈性運用。

(五)潔淨室氣流之流動

     潔淨室的潔淨度往往受到氣流的影響，換言之，即人、機器隔間、建築結構等所產生的塵埃之移動、擴散受到氣流的支配。
     潔淨室係利用HEPA、ULPA過濾空氣，其塵埃的收集率達99.97~99.99995%之多，因此經過此過濾器過濾的空氣可說十分幹淨。然而潔淨室內除了人以外，尚有機器等之發塵源，這些發生的塵埃一旦擴散，即無法保持潔淨空間，因此必須利用氣流將發生的塵埃迅速排出室外。
     潔淨室內的氣流是左右潔淨室性能的重要因素，一般潔淨室的氣流速度是選在0.25~0.5m/s之間，此氣流速度屬微風區域，易受人、機器等的動作而幹擾趨於混亂、雖提高風速可抑製此一擾亂之影響而保持潔淨度、但因風速的提高，將影響運轉成本的增加，所以應在滿足要求的潔淨度水準之時，能以zui適當的風速供應，以達到適當的風速供應以達到經濟性效果。
     另一方麵欲達到潔淨室潔淨度之穩定效果，均一氣流之保持亦為一重要因素，均一氣流若無法保持，表示風速有異，特別是在壁麵，氣流會延著壁麵發生渦流作用，此時要實現高潔淨度事實上很困難。
      垂直層流式方向要保持均一氣流必須：(a)吹出麵的風速不可有速度上的差異；(b)地板回風板吸入麵之風速不可有速度上的差異。速度過低或過高(0.2m/s，0.7m/s)均有渦流之現象發生，而0.5m/s之速度，氣流則較均一，目前一般潔淨室，其風速均取在0.25~0.5m/s之間。
     影響潔淨室的氣流因素很多，如製程設備、人員、潔淨室組裝材、照明器具等，同時對於生產設備上方氣流的分流點，亦應列入考慮因素。
     一般操作台或生產設備等表麵的氣流分流點，應設於潔淨室空間與隔牆板間距2/3之處，如此可使作業人員工作時，氣流可從製程區內部流向作業區，而將微塵帶走；若分流點配置在製程區前方，將成為不當的氣流分流，此時大部份的氣流將流至製程區之後，作業員操作所引起的塵埃將被帶到設備後麵，工作台因而將受到汙染，良率也勢必降低。
     潔淨室內的工作桌等障礙物，在相接處均會有渦流現象發生，相對地在其附近之潔淨度將會較差，在工作桌麵鑽上回風孔，將使渦流現象減少zui低；組裝材料之選擇是否恰當、設備怖局是否完善，亦為氣流是否成為渦流現象之重要因素。

(六)潔淨室之構成

     潔淨室的構成是由下列各項係統所組成(在所組成的係統分子中是缺一不可的)，否則將無法構成一完整且品質良好的潔淨室：
      (1)天花板係統：包括吊杆(Ceiling rod)、綱梁(I-Beam或U-Beam)、天花板格子梁(Ceilinggrid或Ceilingframe)。
       (2)空調係統：包括空氣艙、過濾器係統、風車等。
      (3)隔牆板(Partitional wall)：包括窗戶、門。
      (4)地板：包括高架地板或防靜電舒美地板。
      (5)照明器具：包括日光燈、黃色燈管等。
      潔淨室之建築主體構造，一般采用雙麵板夾芯彩鋼板製造，但無論是何種構造，必須滿足如下之條件：A.不會因溫度變化與振動而發生裂痕；B.不易產生微塵粒子，且很難附著粒子；C.吸濕性小；D.為了維持室內之濕度條件，熱絕緣性要高。
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