無塵室完整介紹-Cleaning-room-課件

無塵室教育訓練大綱一.無塵室概念篇--無塵室的定義--無塵室的規(guī)範--無塵室的種類與維修管理注意事項--無塵室的組裝架構與環(huán)境因素考量--無塵室的氣流運動--無塵室的空調設計二.無塵室管理篇--進入洗塵室--進入無塵室--無塵室內使用之物品--無塵室內施工三.無塵室的量測篇(測試與驗收)--濾網(wǎng)洩漏測試--潔淨度測試--風速,風量測試--噪音測試--溫溼度測試--照度測試--室壓測試--EMI測試--ESD測試--氣流平行度測試--靜電測試四.參考文獻(1)臺北科大冷凍空調學分班講義(2)冷凍與空調—張樂法著(3)Thermodynamicandheatpower—LrvingGranet(4)潔淨室設計與管理—顏登通著作(5)AppliedThermodynamicisforengineeringTechnologists---Eastop&Mcconkey(6)潔淨室設計與空調基本理論—中技社半導體廠務人員教材.(7)空氣淨化理論五.案例示範--蘆竹PCB內外層C/R改善案例--稽核集團各廠C/R狀況說明六.鑑定方式無塵室教育訓練大綱一.無塵室概念篇四.參考文獻1無塵室的定義F無塵室最主要的目的在於控制產品所接觸之大氣的潔淨度及溫濕度，使產品能在一個可控制而良好環(huán)境空間中生產製造，此空間稱之為無塵室．F換言之，無塵室之定義可將一定空間範圍內空氣中之微塵粒子﹑有害空氣﹑細菌等污染物排出，並將室內之溫濕度﹑潔淨度﹑室內壓力﹑氣流速度與氣流分佈﹑噪音振動及照明﹑靜電控制到在某一範圍內，而所給特別設計之房間，不論外在之空氣條件如何變化．F從另一角度看，無塵室之定義，亦可以無塵室等級之不同而定義：潔淨度一級（CLASS1）意表每立方英呎內之空氣所含有大於或等於0.5UM灰塵粒子不超過１顆．潔淨度十級（CLASS10）則表示不超過１００顆，潔淨度一百級﹑一千級．．．依此類推．我們可以以一簡式表示之，即CLASS1：≦1pcs/ft3(@≧0.5um)CLASS10：≦10pcs/ft3(@≧0.5um)無塵室的定義F無塵室最主要的目的在於控制產品所接觸之大氣的潔2無塵室需俱備以下各項因素F能除去空氣中飄游之微塵粒子及有害氣體．F能防止微塵粒子之產生．F溫度和濕度之控制．F室內壓力之調節(jié)，防止室外飄游之微塵粒子進入．F結構物與隔間之氣密度．F靜電之防制．F電磁干擾之預防．F安全因素之考量．F節(jié)能之考量．無塵室需俱備以下各項因素F能除去空氣中飄游之微塵粒子及有害氣3無塵室的規(guī)範F無塵室歷史演進EF二次大戰(zhàn)時美國空軍發(fā)現(xiàn)大部份飛機零件故障之原因乃因粉塵之污染所引起，因此開始將這些零件置於游浮灰塵較少之處加工組合，而使故障率減少．F1958年美國開始太空研究，開始做無塵室研究，1961年完成有關美國空軍之無塵室規(guī)格．F1963年12月起由美國原子能協(xié)會太空總署及公眾衛(wèi)生局等合作完成美聯(lián)邦無塵室之規(guī)格FedesalstandardNO.209．F隨著科技進步，尤其半導體工業(yè)從1980年代64KDRAM-19871M迄今64M，256M及1G時代做不斷修正，F(xiàn)S209亦不斷修正內容．FFS209D內容及修正變化無塵室的規(guī)範F無塵室歷史演進E4無塵室標準規(guī)格F目前世界各國雖有自訂規(guī)格，但普遍採用美國聯(lián)邦標準209為多，表中為美國FS209內容修正變化無塵室規(guī)格．無塵室標準規(guī)格F目前世界各國雖有自訂規(guī)格，但普遍採用美國聯(lián)邦5F世界各國潔淨度等級規(guī)格表F世界各國潔淨度等級規(guī)格表6微塵粒子分佈與控制F空氣中浮游之微塵粒子有細小之纖維渣和砂粒，金屬粉及人體脫落之皮膚表層，煙霧．．．等種類繁多，除此之外，尚有一部份微生物，細菌，濾過性病毒等，如圖中所示．微塵粒子分佈與控制F空氣中浮游之微塵粒子有細小之纖維渣和砂粒7F若以大氣中0.5um之塵埃粒子而言，大約在1*105~2*106個／ft3左右，隨場所．地點或高度不同會有差異F微塵粒子是構成製品發(fā)生缺陷，降低產品良率的主要原因之一，元件製程是一極複雜的高科技製造技術，利用許多精密設備，將各種物理﹑化學﹑電機﹑電子﹑機械﹑材料等技術融合一致的製程﹑元件上的微粒，作用就可能像一個不透光的圖案，是否會影響元件之功能失效，可能依微塵大小﹑位置而定．F若以大氣中0.5um之塵埃粒子而言，大約在1*105~2*8F一般而言，1/10線寬微粒子即會造成製程缺陷，此1/10線寬之粒子即是我們必需加以控制之微塵粒子．造成各缺陷因素比例值分析F一般而言，1/10線寬微粒子即會造成製程缺陷，此1/10線9無塵室種類與維修管理注意事項F一般無塵室可依其空氣流動方式，使用環(huán)境﹑場所或目的之不同，而作如下分類：F亂流式：空氣由空調箱經(jīng)風管與無塵室內之空氣過濾器（HEPA)進入無塵室，並經(jīng)由無塵室隔間牆板或高架地板或回風柱回風，氣流非直線型運動，而或不規(guī)則之亂流或渦流狀態(tài)，適用於CLASS1000~CLASS100000級，優(yōu)點是構造簡單，系統(tǒng)或本低，無塵室之擴充比較容易，可以併用無塵工作臺，提高無塵室等級，缺點是因亂流而造成微塵粒子於室內空間飄浮不易排出，易污染製程上之產品，同時系統(tǒng)停止後再運轉，需耗時相當常時間才能達到需求潔淨度．無塵室種類與維修管理注意事項F一般無塵室可依其空氣流動方式，10F複合式：複合式為將層流式及亂流式予以複合或合併使用，可以提供局部超潔淨度之區(qū)域，較常見為潔淨隧道式與併裝局部式．F層流式：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，並由高架地板或隔牆板回風牆回風，適用於CLASS1~100等級，一般有水平層流或及垂直層流二種，缺點是造價高﹑室內空間不易擴充，優(yōu)點是可得較高潔淨度﹑製程中微塵粒子可以快速排出，運轉穩(wěn)定度高，但天花板上之吊架佔相當大空間，且為負壓區(qū)，維修時需將無塵室停止運轉，清潔後，恢復運轉至需求等級較快．F複合式：複合式為將層流式及亂流式予以複合或合併使用，可以提11併裝局部潔淨室潔淨隧道式併裝局部潔淨室潔淨隧道式12各種方式無塵室之比較各種方式無塵室之比較13全面垂直和隧道型方式比較全面垂直和隧道型方式比較14無塵室的組裝與環(huán)境因素考量F無塵室設計時，有三要素須考慮，第一點是房間的結構﹑材質和空氣過濾系統(tǒng)（包含空間系統(tǒng)），第二點是選擇潔淨室的附屬設備，如空氣洗滌室﹑傳遞箱等，第三則是使用者的教育﹑管理及保養(yǎng)問題．潔淨室架構圖F無塵室的主體結構，無論是何種構造，必須滿足如下條件：一﹑不會因溫度變化與振動而發(fā)生裂痕二﹑不易產生微塵粒子，且很難附著粒子三﹑吸濕值小四﹑為了維持室內之溫濕度條件，熱絕緣性要高無塵室的組裝與環(huán)境因素考量F無塵室設計時，有三要素須考慮，第15F如下表為無塵室內裝材料所應俱備的必要條件，在目前能完全滿足此必要條件之材料，尚未能找到，只得選擇較有利之材料．F如下表為無塵室內裝材料所應俱備的必要條件，在目前能完全滿足16F空氣過濾器：大氣中含有固體﹑液體﹑氣體之各種污染物質，故必需除去這些污染物質方能獲得欲利用之乾淨空氣，而欲得此乾淨空氣則須藉助空氣過濾器方能達成，濾網(wǎng)的型式及功能依使用場所及置放地點不同，可分為：一﹑初級過濾網(wǎng)二﹑中級過濾網(wǎng)三﹑準高性能過濾網(wǎng)四﹑高性能過濾網(wǎng)五﹑極高性能過濾網(wǎng)F空氣過濾器：17F地板及高架地板：在無塵室中，地板因人員步行和搬運遷移機器，容易磨耗或帶靜電，受機器重力壓力容易產生及屯積塵埃，尤其荷重若不足時於搬遷設備易造成危險，故對地板性質的要求，如下之分析：F地板及高架地板：18F隔間牆：隔間牆是構成無塵室的重要材料，隔間牆所俱備條件與地板類似，需有1.無發(fā)塵性2.氣密性3.高支撐力4.耐震性5.防滑性6.斷(隔)熱性7.耐熱(火)性8.耐污性9.不易產生靜電10.耐藥品性；目前較常使用隔間牆，一般為鋼板或鋁板表面塗EPOXY漆，內層充填石膏﹑PU發(fā)泡樹脂﹑泡棉（保麗龍）﹑巖棉﹑蜂巢式紙板或鋁板．．．等F屋頂：無塵室的屋頂為屬建築結構的一部份，其一般要求較隔間牆寬鬆，斷熱與防水性和足夠強度為最重要之考量，但若屬於屋頂部份則需要更加考量上述有關斷熱與防水要求，以免影響溫濕度控制，底發(fā)塵性亦為重點之一，尤其做為負壓區(qū)使用時，故一般均會塗佈EPOXY材料F照明燈具：室內之必要照度與燈光類別依作業(yè)內容而異，使用之燈具以不易積塵之構造為佳，一般有1.吸頂型燈具2.嵌入型燈具3.尖端型燈具，如下圖所示：F隔間牆：19F建築配件：無塵室建築配件係指門﹑窗之類而言，其結構和材質之優(yōu)良與否亦會影響無塵室之潔淨度和室內壓力，窗戶及出入之數(shù)量應儘量減少，最好是1.無窗或封死之窗2.窗之面積儘可能減少，且需有氣密性3.不易貯積塵埃，且容易清潔；至於出入無塵室之門須注意1.人與物品出入口要分開2.不要設在外部不潔空氣能直接吹到之處3.地板上不要有柵欄之溝槽以防止外氣滲入4.儘可能用氣密門5.原則上門要向室壓高之處開啟，但安全門除外．F建築配件：20不同種類無塵室維修注意事項F人員進出需依潔淨紀律執(zhí)行管理．F承攬商進出無塵室紀律管理．F不得在無塵室內裁切管路﹑動火作業(yè)，僅能緩衝區(qū)預制所需任何材料，並確實做好安全保護．F無塵室運轉中，施做二次安裝時，機臺工作範圍有適當隔離保護，以免影響正常生產作業(yè)．F無塵室運轉中，嚴禁天花板上方有人員進出施工，以免因震動造成粉屑掉落，倘若有特殊狀況時，應遵守如下規(guī)定：(A)需維修之區(qū)域需隔離，該區(qū)之HEPA風管關關．(B)若空調為FFU系統(tǒng)，則需全線之FFU停止運轉，但持持外氣供應，保持無塵室正壓.

不同種類無塵室維修注意事項F人員進出需依潔淨紀律執(zhí)行管理．21無塵室氣流運動F氣流速度分析：潔淨室的各項規(guī)範中，最重要者無疑是潔淨度，但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移動﹑擴散受到氣流的支配．下表所示乃單位密度粒子的重力與布朗(Brown)運動所引起的移動量．由表中可知粒徑0.1um以下，布朗運動引起的移動比重力引起的沉降遠大，反之則相反．潔淨室係利用HEAP﹑ULPA過濾空氣，其塵埃的收集率達99.97-99999%%之多，因此經(jīng)過此過濾器過濾的空氣可說十分乾淨．然而潔淨室內除了人以外，尚有機器等發(fā)塵源，這些發(fā)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(fā)生的塵埃迅速排出室外．潔淨室內的氣流數(shù)左右潔淨室性能的重要因素，一般潔淨室氣流速度是選在0.25-0.5m/s之間，此氣流速度屬微風區(qū)域，易受人﹑機器等的動作而干擾趨於混亂，雖提高風速可抑制此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，能以最適當?shù)娘L速供應，以達到經(jīng)濟性效果．另一方面欲達到潔淨室潔淨度之穩(wěn)定效果，均一氣流之保持亦為重要因素，均一氣流若無法保持，即表示風速有異，特別是在壁面，氣流會沿著壁面發(fā)生渦流作用，此時若要實現(xiàn)高潔淨度事實上很因難．無塵室氣流運動F氣流速度分析：潔淨室係利用HEAP﹑ULPA22無塵室氣流運動在垂直層流式力面要保持均一氣流必須(a)吹出面之風速不可有速度上之差異，(b)地板回風板吸入面之風速不可有速度上差異．如下圖2-1(a)(b)(c)引三圖所示為二秘不同風速時之氣流分佈，由此圖可知速度過低或過高(0.2m/5,0.7m/s)均有渦流之現(xiàn)象發(fā)生，而0.5m/s之速度，氣流則較均一，故目前一般潔淨室，其風速均取在0.25-0.5m/s之間．兩地板吸入之風速，亦是最重要因素，如圖2-2所示，在高架地板下之空間，靠近風口管連接部份之風速Ve比盡可能要降低，一般直在5m/s以下，其控制改善方式足將d，e處之開孔部份用盲板予以封閉，使通過風速變快增加阻抗或加裝過濾﹑風最調節(jié)器予以改善．無塵室氣流運動在垂直層流式力面要保持均一氣流必須(a)吹出面23無塵室氣流運動F風速運動模擬實驗：調查氣流形狀的方法計有(1)氣流的可視化(2)直接測定(3)電腦數(shù)值模擬法三種．可視化易於理解流動場所個狀況，但必須投入極大的心血，才能取得定量的資料．直接測定雖然定量性優(yōu)良，但要掌握整個情況，卻要堅強的毅力才行，而迎用電腦的數(shù)他模擬法，對其計算使與實際狀態(tài)的搭配才是最重要的關鍵．因此充份地考慮這些方法的優(yōu)缺，經(jīng)由適當?shù)慕M合，將可獲得有效的資料．1.氣流的可視化：氣流的可視化可採用許多的方法，但潔淨室氣流研究最常使用的方法，也是最簡便的方法即是取適當長度的線置於潔淨室過濾器下方，觀察其線的擺動方向，此乃不會污染潔淨室的可視法之一．2.直接測定法：使用風速計實測氣流流動場所，並以電腦處理其資料，定量地表現(xiàn)其氣流．使用之風速計須連方向亦可測定音，如串聯(lián)型熱線風速計﹑電熱高節(jié)器型風速計與煙測試器組合，超音波風速計等．圖2-3乃是利用三次元超音波風速計及電腦處理風速計測得之資料圖．箭頭表示風速向量，圓圈大小表示亂流之強度．由圖上可知製程設備前之亂流較大，在製程區(qū)及緩衝區(qū)間過濾器下方之接觸面亂流較小，此結果顯示了潔淨室內氣流之定量特性．無塵室氣流運動F風速運動模擬實驗：24無塵室氣流運動3.電腦數(shù)值模擬法：氣流的量測表示，除示上所談的方法外，另外尚有以電腦做數(shù)值模擬(Simulation)之方法，是利用粒子的質量﹑運動量﹑熱量等等之法則及狀態(tài)方程式如連續(xù)方程式．Navier-Stokes運動方程式及溫度擴散式等偏微分方程式，利用電腦軟體而做氣流分佈之分析．如圖2-4即利用電腦數(shù)值模擬法所測之潔淨室照燈具裝置支架對氣流的影響，亦即形成亂流的形情．圖中照明燈具二側，其風速不同，造成氣流的互相干擾．(a)表示氣流中分佈(b)係在照明燈具右側部份發(fā)生微塵粒子，利用微塵的濃度分佈表示其入侵﹑擴散於左側部份的狀態(tài)．圖形中圓圈的大小表示微塵粒子的濃度．圖2-5則為IC生產線自動行走的運送機器人(Robot)運動時所引起的氣流亂流和渦流模擬化圖片．圖中所示為機器人A向圖左方向行走時，後方出面的渦流形狀，利用此一結果，更可以將溫度分佈情況，底座(地面)揚起的微塵分佈模擬型化．由此圖中亦可證明出任何運動均會造成氣流分佈的變化，也影響了微塵之排出率和潔淨度，因而生產線上的所有作業(yè)人員於走動時不得不慎．無塵室氣流運動3.電腦數(shù)值模擬法：氣流的量測表示，除示上所談25無塵室氣流運動F障礙物對氣流的影響與解決：影響潔淨室的氣流因素相當多，諸如製程設備﹑人員﹑潔淨室組裝材料﹑照明器具等，同時對於生產設備上方氣流的分流點，亦應列考慮因素．一般操作臺或生產設備等表面的氣流分流點，應設於潔淨室空間與隔牆板間距之2/3處，如圖2-6左所示，如此可使作業(yè)人員工作時氣流可從製程區(qū)前方，如圖2-6左所示，將成為不當?shù)臍饬鞣至鳎藭r大部份氣流將流至製程區(qū)之後，作業(yè)員操作所引起之塵埃將被帶到設備後面，工作臺因而將會受污染，良率也勢必降低．圖2-7為過濾器之間距和過濾器與牆板間對氣流的影響．由圖上可知HEPA過濾器之間隔不要太大，而過濾器與牆板之間的距離也不太遠，避免為了節(jié)省少裝幾個過濾器，反而造成了嚴重的污染．圖2-8為製程設備或工作點對氣流的影響，一般而言，潔淨室內設備之形狀若有直角，將造成渦流現(xiàn)象和氣流的死角，解決的方法為將直角修改為三角平面之導角．無塵室氣流運動F障礙物對氣流的影響與解決：26無塵室氣流運動二不同潔淨度之潔淨區(qū)，若低潔淨區(qū)之氣壓大於高潔淨區(qū)時，且當隔牆板裝置時若其氣密性不良(如安裝傳遞箱時)，將造成微塵進入高潔淨區(qū)組裝時氣密為解決之道，如圖2-9所示．在隧逆型潔淨室中，不同潔淨度等級的區(qū)域，由於各自風速之不同，將會互相干擾，造成接觸區(qū)氣流有渦流現(xiàn)象，其只要在二接觸區(qū)域加塑膠空氣布簾(VinylCurtain)約60cm-65cm長度即可避免，如圖2-10所示．另外，若潔淨室中製程設備有高熱源存在，如熱板(HotPlate)﹑烤爐(Oven)，或其他加熱器，由於會使鄰近之空氣受熱上升造成逆流，而與向下之冷氣氣流混合，破壞了全室氣流的均一性，因此避免高熱源設備置放製程區(qū)為須遵守之原則，如圖2-11所示．潔淨室內的工作桌等障礙物，在相接處均會有渦流現(xiàn)象發(fā)生，相對地在其附近之潔淨度(Cleanliness)將會較差，如圖2-11所示．但若在工作桌面鑽上回風孔，則使渦流現(xiàn)象減至最低．組裝材料之選擇是否恰當，設備使局(Layout)之是否完善，亦為氣流是否造成渦流現(xiàn)象之重要因素，圖2-13及圖2-14分別為照明燈具﹑設備及工作人員所引起之渦流現(xiàn)象．一般而言，照明燈具所引起之渦流區(qū)域長度約為3-4倍燈具之寬度(在風速0.45m/s時)．另外，回風系統(tǒng)的設計不同形式，也會造成氣流的變化，如圖2-15(a),(b),(c)圖所示，由圖上型知選擇地板及牆板同時回風系統(tǒng)，對氣流之衝擊最?。?/p>

無塵室氣流運動二不同潔淨度之潔淨區(qū)，若低潔淨區(qū)之氣壓大於高潔27無塵室完整介紹-Cleaning-room-課件28無塵室完整介紹-Cleaning-room-課件29無塵室完整介紹-Cleaning-room-課件30無塵室的空調設計F潔淨室空調特性：潔淨室的空調除了必須滿足產品需求的溫濕度條件外，對工作者的舒適度和空氣潔淨度等度均必須顧慮到，其他如能源消耗、防震及噪音控制也是考慮因素。潔淨室的潔淨度的能否維持在要求之規(guī)範內，空調系統(tǒng)扮演了主要的角色，因而潔淨室的空調系統(tǒng)有著與一般空調系統(tǒng)的不同特徵，分述如下：1.溫濕度要求比一般空調低：一般空調系統(tǒng)溫度要求在25°~27℃間，相對濕度則在55~77%；而潔淨室空調分別為22~23℃及40~45%，50~60%。2.對空氣品質要求較嚴格：一般空調除了溫濕度要求是比潔淨室空調較彈性外，在微塵粒子之過濾和Na離子之處理，潔淨室空調均必須加以考慮要求。3.恆溫恆濕控制：由於製程產品製程對溫，濕度變化的大小極為敏感，故在潔淨室空調中部份區(qū)域須控制在±0.1℃和1~2%RH的範圍內。4.全外氣量與換氣次數(shù)大：在半導體工廠中，製程系統(tǒng)須使用大量的化學品和毒氣，而這些化學品與氣體所產生的些揮發(fā)氣和廢氣必須予全數(shù)排除，故其排氣量相當大，尤其是在化學工作站更甚，加上為維持空氣之品質和安全，故半導體潔淨室空調系統(tǒng)一般均不回風，而全以外界新鮮空氣補R入系統(tǒng)中，故換氣次數(shù)相對增加，方能符合溫，濕度及潔淨度等級的需求。5.空調系統(tǒng)24小時全天候運轉：半導體工廠，部份製程設備其對溫，濕度的要求相當敏感如步進曝光機等光學儀器，些微的溫，濕度變化均會造成設備的精準度偏差，另外晶片等產品也必須置放在定溫定濕的環(huán)境下，加上工廠均是24小時輪班作業(yè)，故空調系統(tǒng)也必須24小時甚至可說是全年無休(除了電力工司停電外)運轉，而一般空調則可視工作人員的上班狀況機動調整，因此半導體空調負荷為一般空調的4~5倍。無塵室的空調設計F潔淨室空調特性：31無塵室的空調設計F潔淨室空調特性：6.氣流分怖需均勻：潔淨室空調為帶走潔淨室內所產生的微塵粒子，以維持潔淨度，故除了氣流速度須達一定之要求標準外，氣流的形狀也必須依不同的潔淨室等級而加以適當?shù)目刂啤?.運轉成本相當高：由於潔淨室熱負荷相當大，又是全外氣供氣，循環(huán)風量亦甚可觀，故總加成之後的空調運轉費用也水漲船高。不只是初期設備的投資成本高，日後的運轉及維護費用也相當高，依據(jù)資料顯示，半導體廠，單位面積的耗電量為6”晶圓廠：約1.35Kw/m2，而8”廠則高達約1.9Kw/m2。除了以上的特性外，潔淨室的空調須與鄰室維持適當?shù)膲翰睿核惋L溫度與室內溫度差距小等亦均為其特性。8.外氣需要量計算：潔淨室空調前已提及是以全外氣供應，而外氣需要量的多寡將受如下的因素所影響：(1)製程排氣量；(2)間隙外洩量；(3)開門外洩量；(4)健康要求量。即外氣需要量(Q1)≧製程設備排氣量(q1)+間隙外洩量(q2)+開門外洩量(q3)

外氣需要量=排氣量+10%排氣量(洩漏量)+0.5%循環(huán)空氣量≒8~10%循環(huán)空氣量9.空調箱(AirHandlingUnit)之選擇：設計及選擇適當?shù)目照{箱及組合，將可收系統(tǒng)運轉的良好效果。圖為超潔淨用空調箱系統(tǒng)圖。無塵室的空調設計F潔淨室空調特性：32圖4-3圖4-3﹑圖4-4為二種潔淨室新鮮空氣空調箱與循環(huán)風扇的組合方式；圖4-3表潔淨室等級10000的空調風管分佈，圖4-4-1與4-4-2為送風機結構圖圖4-4-1圖4-3圖4-3﹑圖4-4為二種潔淨室新鮮空氣空調箱與循環(huán)風33圖4-4-210.潔淨度的計算：在設潔淨室空調系統(tǒng)之前，應事先計算出室內空氣污染物質的濃度，亦即室內的含塵量，因其濃度受空氣污染物質發(fā)生量，取入之外氣量、排氣量以及人員數(shù)目之多寡和空氣潔淨裝置之淨化效率所影響。若將這些影響視為定常狀態(tài)，以考慮空氣污染物質之收支平衡，由此就可求出室內污染物質濃度，而選擇適當?shù)目諝鉂崪Q裝置，提高效率，降低成本。11.冷凍主機分離設備：冷凍主機於空調設計時除了考慮備用機臺外，對於一般空調和潔淨室空調應考慮給于分離設置，以利系統(tǒng)的控制運轉，並符合控制空調箱所需求的冰水溫度標準。12.VWV(VariableWaterVolume)泵浦採用：空調熱負荷並非永遠固定不變其是隨著氣候及季節(jié)和現(xiàn)場製程運作生產之狀況而隨時在變化，因此設計採用可調變量的VWV泵浦是可以之道及原則。潔淨室的空調設計重點除了系統(tǒng)運轉穩(wěn)定、能源因素、安全和滿足生產線上的需求外，對於相關工程之配合，如消防、水電、建築、照明和噪音震動等均是在設計時必須納入的考慮因素。圖4-4-210.潔淨度的計算：在設潔淨室空調系統(tǒng)之前，應事34無塵室完整介紹-Cleaning-room-課件35前面各節(jié)，已大略提到潔淨室的空調特性，尤其是全外氣供應，耗能相當大，依數(shù)據(jù)之統(tǒng)計，潔淨室的空調系統(tǒng)電力消費者佔全廠的一半左右，如下圖。在能源短缺的臺灣以及對生產成本的控制而言，省能設計是空調系統(tǒng)上相重要的一環(huán)。空調系統(tǒng)於設計之初，就應考慮日後的運轉成本，採用省能源的關念設計，方不致於造成成本的增加，同時也浪費了能源。潔淨室的省能重點如下：1.降低潔淨室排氣量。2.降低壓損，減少漏氣。3.降低熱負荷。4.減少加濕成本。5.減少潔淨室之總面積。6.將低風車馬力。7.考慮在冬季時利用外氣。8.酸洗滌塔及一般排氣的熱能回收。9.高效率冰水主機的選用。10.風管及空調箱、管路之絕熱與保溫。11.利用變頻器控制取代早期的風門控制調整。12.改善生產效率。潔淨室空調的節(jié)能設計前面各節(jié)，已大略提到潔淨室的空調特性，尤其是全外氣供應，36潔淨室空調系統(tǒng)之改善潔淨室空調若於初期設計時，未有週詳?shù)目紤]，將會造成甚大的一些缺失，如建物壁絕熱效果差，系統(tǒng)主機何風車容量過大，溫濕度等控制系統(tǒng)不當，或未採廢熱等能源回收。為使空調系統(tǒng)在潔淨室中能發(fā)揮最大績效，滿足規(guī)範需求，同時亦能獲得最佳的能源效率運轉，故在某些缺失和系統(tǒng)材料之選用上可做如下之改善：1.電氣系統(tǒng)：採用高效率之馬達和照明燈具。2.潔淨室空間之縮?。涸诓挥绊懷u程需求的情況下，若能縮小潔淨室的空間，將可節(jié)省相當大的熱負荷何空調負載容量。3.潔淨室空調濾網(wǎng)材料之選擇：低壓降的過濾網(wǎng)使用可減少能源的浪費，定期且適時更換過濾網(wǎng)亦為所必需。4.適宜的溫、濕度規(guī)範：依不同區(qū)域和不同潔室等級規(guī)範適當?shù)臏?、濕度，免於過度或不足的設計。5.局部排熱設計，針對部份特殊機臺，尤其是具高散熱能者，採取排熱的設計如擴散爐管，以節(jié)省空調容量及避免干擾室內之溫、濕度。6.空調主機或泵浦等宜有備用臺：部份設計公司常為節(jié)省初期的購置成本，而採取單一或滿載之機臺設計，此當運轉機臺出狀況時，將影響整個系統(tǒng)之運作，故宜採用100%×2臺或50%×3臺之設計方式，使其中一臺做為備用臺。7.冬季時期利用外氣低溫的特性：冬天時一般外氣均低於室內空氣，此時可考慮利用此特性，以降低主機之負載。8.檢討與設計潔淨使排氣系統(tǒng)之利用：潔淨室所排之廢氣溫度均相當?shù)停话慵s在22~24℃之間，故利用熱交換器將排氣與外氣進氣進行熱交換，降低進氣溫度，以節(jié)省冰水管排的負載。唯因所排廢氣大部是屬於偏酸性或俱毒性，因此在熱交換器材質之選用和安全方面，必須特別注意。9.潔淨室內顯熱的利用：利用製程設備所生熱量，而降低空調送風溫度以節(jié)省熱水鍋爐負載，為另一改善重點，此改善重點，此改善若控制良好，將可以獲得相當大的省能利益。至於儲冰式空調，基本上在潔淨室的空調系統(tǒng)上目前尚派不上用場，原因在於其日、夜的負載差異有限，加上其是24小時運轉供應，已利用離峰電力之優(yōu)惠價格，而可變風量(VariableAirVolume，VAV)系統(tǒng)，利用差壓控制或變頻器控制亦是考慮採用的改良方式。潔淨室空調系統(tǒng)之改善潔淨室空調若於初期設計時，未有週詳?shù)目?7空調設計原則與考慮要因潔淨室空調系統(tǒng)之設計原則，除了一般空調系統(tǒng)設計時所須注意的原則事項外，對於建廠地區(qū)的空氣品質如空氣中含Na量、No量、SOX量和單位體積微塵粒子數(shù)目等資料的奮分析取得；當?shù)匚迥昊蚴昶陂g氣候的變化資料，包含年最高，最低溫；相對濕度最高與最低值，這些資料均可做為空調設計時外氣資料的計算參考。設計之前除了前所提及的空氣品質和外氣氣候條件外，對相關資料之收集如業(yè)主意見與需求，投資預算值、生產流程、設備使用率和製程設備相關廠務需求資料，潔淨室規(guī)模、電力供應狀態(tài)、潔淨室等級和溫濕度要求等均須納入考慮條件。另一方面潔淨室周圍環(huán)境、排氣量、外氣量需要量和內部空氣循環(huán)量，空調箱方式、改建的彈性度以及氣流方式，熱源分析計算和運轉成本高低等均應納入設計的考量原則內。1.潔淨室周圍環(huán)境：送氣空調位置是東照或西曬，迎風面或背風面和隔鄰地是否有大量飛沙或附近有否排放廢氣、煙霧等工廠。2.生產製程佈置：製程區(qū)設備的佈置方式和潔淨度等級之需求水準先行確定，再依各負荷量設計空調系統(tǒng)，亦即在空調設計之前，各設備的負荷量資料應先行收集統(tǒng)計，而且愈詳細愈好，否則閉門造車，將會造成甚大的誤差。3.氣流方式：適當?shù)臍饬鳎恢豢蓾M足潔淨室內潔淨度的需求，也可節(jié)省不必要的空調浪費。4.排氣量之控制：半導體廠之潔淨室送氣一般均為全外氣，亦即百分之百的新鮮空氣供應，故在能源轉負荷上相當大，然而若能在製程上稍為改善，或是對排氣系統(tǒng)的設計稍為計算調整及控制，將可降低不少之負荷。5.低露點空氣需求量削減：在能達到潔淨室需求的溫濕度條件下，考慮露點的選擇是空調設計之要因。6.室內製程設備發(fā)熱體掌握計算：針對室內發(fā)熱體的運轉狀態(tài)確實掌握，方能設計足夠的空調風量滿足需求。計算步驟為：(1)詳列相關數(shù)據(jù)；(2)計算外氣需求量；(3)計算室內空氣循環(huán)量；(4)驗算潔淨室；(5)負荷計算；(6)決定空調箱之風量；(7)空氣線圖之分析。7.空氣循環(huán)的計算：潔淨室溫、濕溫及微塵粒子的控制，完全掌握在空氣循環(huán)，因此其循環(huán)之計算成為重點之一，至於空氣循環(huán)量的計算原則有三：(1)空氣換氣次數(shù)；(2)氣流速度；(3)過濾器之面積?？照{設計原則與考慮要因潔淨室空調系統(tǒng)之設計原則，除了一般38進入洗塵室(AIRSHOWER)進入2人份AIRSHOWER以2人為上限,不得超過吹淨時,雙手叉腰並擺動身體,吹淨時間15秒吹淨停止後需停留5秒,才可開門進入無塵室AIRSHOWER之吹氣口不得任意調整更衣室及AIRSHOWER於每班交接時,需使用潔淨室專用吸塵器清掃每班需更換黏塵踏墊(先將舊黏塵踏墊撕掉,再以吸塵器清掃,最後再將新的黏塵踏墊換上)進入洗塵室(AIRSHOWER)進入2人份AIRSHOW39進入無塵室(CLEANROOM)在無塵室內走動時,動作宜輕緩,不可奔跑,以免影響層流及產生大量微塵(Particle)緊急逃生門,非緊急需要,嚴禁開啟出入物品人員操作時,不能對產品方向談話或打噴嚏不得在靠近產品方向翻閱文件.手冊或紙張除維修施工外,不得跪或坐在地上翻閱資料或操作產品不得用手套當作書寫或紀錄資料用無塵室內不要的紙張.FILM等,不可撕裂或揉捏成團,應將其帶離無塵室丟棄,或暫存於無塵室內時,需使用不銹鋼有蓋子垃圾桶存放不得重力放置產品或器具,引起大震動進入無塵室(CLEANROOM)在無塵室內走動時,動作宜輕40進入無塵室(CLEANROOM)來賓及廠商欲進入無塵室時,相關人員需講解潔淨室管制作業(yè)後,由本公司相關人員陪同,方可進入潔淨室員工需經(jīng)過潔淨紀律訓練,並經(jīng)測驗合格後,始得進入,未經(jīng)訓練合格者,如因工作需要需進入者,應由合格者陪同進入廠商及代理商除維修有關設備外,不得在該設備以外之區(qū)域停留或參觀,潔淨室內本公司同仁發(fā)現(xiàn)時,應立即加以糾正或驅離進入潔淨室之同仁.來賓及廠商均不得使用化妝品嚴禁攜帶食物.飲料及開水等進入潔淨室抽完煙者,需在潔淨室外停留10分鐘以上,方可進入潔淨室除特別核準外,嚴禁於潔淨室內拍照攝影進入無塵室(CLEANROOM)來賓及廠商欲進入無塵室時,41無塵室內使用之物品紙張.文具:除無塵室專用紙外,其餘紙類不得攜入使用(包含標籤紙)規(guī)範.手冊等文件若以非無塵紙影印,需加塑膠套封裝,擦拭乾淨後,再送入無塵室無塵室內僅能使用原子筆或油性簽字筆(投影筆)書寫,白板筆.橡皮擦.修正液及訂書機等文具,嚴禁攜入使用操作手冊等文件若非無塵室專用紙,每頁需加塑膠套封裝成冊,置放及翻閱處應遠離機臺及產品,同時不得攜出無塵室凡欲攜入無塵室之零配件.工具.儀器等,均需以IPA及無塵拭紙擦拭乾淨無塵室內使用之工具器材,如桌椅.推車.吸塵器,均需合乎無塵室規(guī)範清潔人員收取垃圾時,需先將塑膠袋口封緊,再取出塑膠袋,言進用傾倒方式,以避免產生Particle潔淨室回風區(qū),不可放置任何材料.工具...等任何物品,並保持相當潔淨,且每週需對回風區(qū)牆面及地板清潔一次

無塵室內使用之物品紙張.文具:42CR管理要旨CR管理要旨43無塵室著裝進入無塵室之工作人員需穿著合適之無塵衣.鞋,不可穿著過寬或過緊之無塵衣.鞋穿著無塵衣.鞋,需依下列順序進行:紮好頭髮戴上髮罩(頭髮不可露出)戴上口罩穿著無塵衣(拉上拉鍊後,扣好頸部頭罩扣)穿上無塵鞋戴上手套(衣袖口需包住手套口)著裝完成,照鏡檢查服裝儀容著裝要求:遮口遮鼻,頭髮不得外漏,衣袖口需包住手套口無塵室著裝進入無塵室之工作人員需穿著合適之無塵衣.鞋,不可穿44潔淨室設備機臺移入及包商施工1.施工人員應穿著施工用無塵衣，避免弄髒污染生產人員無塵衣。並遵守本公司潔淨室管理規(guī)範。(進入施工人員需經(jīng)潔淨室管理紀律訓練且測試合格者)2.進入潔淨室之工具、管材、樓梯等，須先擦拭乾淨才可進入。3.管材須切割，應拿出潔淨室外施作，完成後擦拭乾淨才可攜入。4.施工中需在庫板挖孔者，在裁切同時，另一人在旁以潔淨室專用吸塵器吸塵清潔，配管完成應以SILICON作氣密。5.監(jiān)工人員應準備PVC手套數(shù)雙及無塵拭紙，供施工人員髒污或破損時，清潔更換。6.潔淨室內嚴禁使用燒焊，生產進行中嚴禁施工人員進入回風牆或天花板內負壓區(qū)施工。7.完工後檢查項目:設備機臺移入移入所需工具:1.開關設備取物門、庫板:吸盤、套筒(或活動板手)。2.清潔機臺:PVC手套、IPA、無塵拭紙。3.移入:油壓板車、鋼板、橡及或PVC墊片、木頭(需用膠帶作包覆)。潔淨室設備機臺移入及包商施工1.施工人員應穿著施工用無塵衣，45潔淨室設備機臺移入及包商施工移入流程:1.緩衝區(qū)以一般吸塵器及拖把清潔。2.機臺首先吊至緩衝區(qū)，將出入門關閉，地面清潔後，以IPA作機臺清潔、擦拭。(清潔重點:機臺平面、內部、凹凸槽以及輪子等)3.移入機組較多，緩衝區(qū)無法一次容納時應分段施作，每次均在機組吊至緩衝區(qū)後將出入門關閉，清潔機臺，移入並關閉庫板完成才可進行下段流程。出入門與庫板絕不可同時開啟。4.庫板拆卸時，需將空調箱外氣量加大，確保潔淨室維持正壓。5.庫板拆卸後，出入口以黏塵墊覆蓋，U型槽拆卸地面以工業(yè)膠布貼覆，避免發(fā)塵。6.油壓板車、薄鋼板及須進入潔淨室之機具，以IPA擦拭清潔後，方可進入，若需使用堆高機設備，動力採用電池式。7.機臺重量超過1000Kg時，，地面應鋪設薄鋼板，避免刮傷地板。8.設備定位時，支撐腳應鋪不銹鋼墊片或潔淨室專用墊片，移出機具並將活動門以IPA

擦拭後復原。9.潔淨室移入動線以潔淨室專用吸塵器清潔及擦拭。10.通知工務檢測潔室PARTICLE。注意事項:1.機臺清潔及移入全程，人員應戴PVC手套，避免指紋和PARTICLE污染設備。2.鋼板進入潔淨室須擦拭清潔，木塊須用工業(yè)膠布纏包覆後，進入潔淨室。3.吸塵器使用前，應檢查HEPA集塵袋是否飽和。4.機臺擦拭力求徹底，庫板及出入門開啟力求縮短時間。為爭取時效，必要時工務得提出需求，請生產線人員支援，以順遂工作之進行。5.設備採購時，得要求廠商在機臺出廠前作好清潔及包裝，以減少事後清潔之死角。潔淨室設備機臺移入及包商施工移入流程:46無塵室的量測

濾網(wǎng)洩漏測試(Filterleakagetest)a.測試儀器:(1)PARTICLECOUNTER(2)AEROSOLGENERATOR.b.測試步驟:(1)啟動被測漏之FFU，利用PARTICLECOUNTER之採樣器置於FILTER下約2.5公分，以不超過10FPM(0.05M/S)之速率沿著HEPA/ULPA之表面做有規(guī)率之全面掃描。(2)採樣器掃描進行中，需同時觀察PARTICLECOUNT

之儀表顯示值，當偵測到有顯示數(shù)字時，則改以1FPM之速率重新探測，以確定是否有洩漏及洩漏之正確位置。(3)HEPA/ULPA是否有洩漏是以PARTICLECOUNT所偵測到之數(shù)據(jù)，經(jīng)三次重新掃描均超過規(guī)範時為研判之依據(jù)。(4)如FILTER上方之環(huán)境條件低於要求濃度時，則以AEROSELGENERATOR增加其濃度

ULPA上方濃度須1000K顆以上c.測試點:每一FILTER均需測試。d.驗收標準:(1)每一片F(xiàn)ILTER均不得有LEAKAGE。(2)FILTER之修補面積需小於FILTER面積之3%。(3)每一修補尺寸不得大於1.5吋。無塵室的量測

濾網(wǎng)洩漏測試(F47潔淨度測試(Cleanlinesstest)

a.測試儀器:(1)PARTICLECOUNTERPARTICLESIZE:0.3μm0.5μm0.7μm1μm2μm3μm5μm10μmb.測試步驟:(1)確認無塵室內所有相關之工程(通風系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)、天花板、地板、牆板)均已完成，且已正常運轉。*確認測試點之數(shù)量及位置:*測定數(shù)量:依以下公式計算*測定數(shù)=無塵室面積x10.76/√潔淨度Class

以上之量測佈點已可以代表此無塵室之潔淨度。(2)每點測2次x1min。(3)每一房間至少量測二點。c.測試點:測試點依測試點位置佈置圖，測量點距離高架地板或地板42inch處d.驗收標準：(1)各單點測試平均值需在規(guī)格之內(2)CLEANLESSREQUIREMENTAREACLEANLINESSREQUIREMENTClass100AreaClass100(at0.3μm)≦100#/ft3(≧0.3μm)Class1KAreaClass1K(at0.3μm)≦1K#/ft3(≧0.3μm)潔淨度測試(Cleanliness48風速﹑風量測試(Airvelocity/Airvolumetest)A.測試儀器：

測量風速及壓力組

精準度：±3%

B.測試步驟：

(1)測試點置於FILTER下方約2-4inch處量測

(2)每點測試時間不得少於五秒

(3)每個FILTER測六點

C.測試點：測試點依照測試點佈置圖

D.驗收標準：

以設計值之±10%為其驗收標準

例如：0.35M/S±10%風速﹑風量測試(Airve49噪音測試(Noisetest)A.測試儀器：

(1)實時間噪音分析儀（八音頻噪音分析儀）

(2)噪音計

B.測試步驟：

(1)確認測試點之數(shù)量及位置：潔淨區(qū)內每200ft2測一點或每一獨立

房間測試一點

(2)啟動無塵室所有空調設備，但其他設備均為停止狀態(tài)

(3)量測高度為高架地板上1.5M之處，離牆最少2M

(4)每點量測約五分鐘

C.測試點：測試點依照測試點佈置圖

D.驗收標準：

CLEANROOMAREA≦NC60噪音測試(Noise50溫濕度測試(TemperatureandHumiditytest)

a.測試儀器:

(1) 多功能溫濕度計ACCURACY:±0.1°C±1.5%RH

(2) 數(shù)位式溫濕度計ACCURACY:±0.2°C±2%RH

(3) 溫濕度記錄器ACCURACY:±0.5°C±5%RH

b.測試步驟:

(1) 所有無塵室區(qū)域每20m2量測1點。

(2) AIRFLOWVELOCITY已完成測試。

(3) 空調系統(tǒng)運轉24小時以後開始測試。

(4) 測試高度距地面高度85cm。

c.測試點:測試點依測試位置佈置圖。

d.驗收標準:參照無塵室要求之規(guī)範。

溫濕度測試(Tempera51照度測試(IIIuminationtest)

a.測試儀器:

1.照度計

b.測試步驟:

(1) 所有無塵室區(qū)域每20m2量測1點。

(2) 電燈系統(tǒng)需連續(xù)運轉100小時後始能量測。

(3) 所有測量點需離高架地板或地板上75cm處量測。

c.測試點:測試點依測試點位置佈置圖。

d.驗收標準:

一般規(guī)範:

750~800IuxforC/R，

500~600IuxforPhoto

照度測試52室壓測試(Roompressuretest)

a.測量儀器:差壓計

精準度:±2%

b.測量步驟:

(1) 確認測試點之數(shù)量及位置:

每一獨立房間與相鄰不同潔淨等級之房間測試1點。

(2) 確認C/R中風速及風量均合乎規(guī)範，氣密完全。

(3) 確認無塵室內所有門均為關閉狀態(tài)。

(4) 利用測量儀器由最內之房間向外逐一測量。

c.測試點:

測試點依測試點位置佈置圖。

d.驗收標準:

每一測量點之值需在15Pa以上。室壓測試(53EMI測試a.測量儀器:高斯計

b.測量步驟:

(1) 與業(yè)主確認測試點之數(shù)量及位置。

(2) 量測EMI時需確認無塵室內無製程機臺之運轉，僅有Lights及FFU運轉之情況下。

(3) 量測時需於指定之量測點上距地板42inch高之位置。

c.測試點:

測試點依測試點位置佈置圖。

d.驗收標準:

依照各廠之規(guī)範，一般為10mGdc及

1mGac

EMI測試54ESD測試a.測量儀器:表面阻抗計

b.測量步驟:

(1) 確認高架地板及其接地系統(tǒng)已完工。

(2) 以表面阻抗計之兩個電極棒(每個重5磅)，一個置於高架地板上，另一個置於接地銅排上，量測其電阻值。

(3) 於無塵室內每36m2量測一點。

c.測試點:

測試點依測試點位置佈置圖。

d.驗收標準:

依照各廠之規(guī)範，一般為2.5*104~106歐姆

ESD測試55氣流平行度測試a.測量儀器:

1.氣流平行度測試架及#100絲線。

b.測量步驟:

(1)此項測試僅在全面層流區(qū)測試。

(2)確認FFU系統(tǒng)已正常運轉，無塵室內裝工程已完成後開

始測量。

(3)以兩條適當長之絲線懸掛於測試架上，置於FFU之出風

口處，一條令其鉛垂向下，一條任其飄揚，於高架地板

上1.2米處量測其偏移之水平距離，再以反三角函數(shù)推

算其偏移角度。

c.測試點:

測試點依測試點位置佈置圖。

d.驗收標準:

測試值需小於14度。

氣流平行度測試56震動及防制對策

震動對半導體工廠而言，將影響如下之製程項目：(1)曝光(2)光罩(3)對準．因此在半罩區(qū)域對地板之震動要求是十分嚴格的，尤其是在線徑設計愈來愈小之極大型積體電路，些微之震動即會造成不良之影響．

震動來源，依空間方位，可分來自潔淨室外界及潔淨室內部；但若以系統(tǒng)區(qū)分，有來自(1)地盤及自然之震動(2)建築設備之震動(3)潔淨室內機器設備之震動(4)人的作業(yè)震動等．

1.地盤及自然之震動：道路車輛﹑鐵路火車通過﹑臨近工地施工等傳入之微小震動和

地殼本身所產生的自然震動等．

2.建築及廠務設備之震動：空調風扇﹑冷凍機﹑空壓機﹑變壓器和冷卻水塔等．

3.潔淨室內機器設備之震動：

擴散爐﹑磊晶反應爐﹑酸鹼處理設

備﹑各種泵浦馬達及管路等．

4.人的作業(yè)震動：作業(yè)人員之走動﹑

設備之搬遷﹑機器的維修保養(yǎng)﹑

搬運車之推動，門的開關及其他

等作業(yè)．震動及防制對策震動對半導體工廠而言，將影響如下之製程項目57震動及防制對策

對半導體工廠建廠之初，為獲得建廠地點的震動大小及可能來源，故必須先做地質鑽探，以了解地層結構，並做自然震動以量測和重車行駛震動傳達量之測試，以為建築結構設計之參考．同時對於有特殊需求的光學儀器，收集其要求之震動度規(guī)範，及其他所有設備之容許震動值，將這些收集之資料全納入設計之考慮中，除此之外工程設計時防震器材之選用和施工，亦絕對不可免．常用於工程施工上的防震器材有如下四種：(1)防震橡膠(Rubber)，(2)線圈彈簧(CoilSpring)，(3)空氣彈簧：膜片型(Diaphragm)﹑滾筒型(Rolling)﹑蛇腹型(Bellows)，(4)除震臺：定盤型﹑桌上型﹑凹槽型﹑平臺及懸掛型，其中以懸掛型最常用於半導體製程之檢查機器上震動及防制對策對半導體工廠建廠之初，為獲得建廠地點的震動58靜電防制

靜電會造成半導體的電子回路被破壞，也會引起微塵粒子之大量附著，造成潔淨室的大量污染，若靜電過大，會造成靜電放電，房間中若存有可燃性或爆炸性氣體，極易引起爆炸之危險．

靜電防制，是防止靜電發(fā)生，但依目前的技術尚無法全面避免靜電之發(fā)生，只能從減少其發(fā)生原因的分離﹑接觸和磨擦，並將發(fā)生的靜電想法消除它．方法如下：

1.物體接地：物體如果是導電體，另其接地，使靜電流向大地釋出

2.將非導電物體變?yōu)閷щ婓w：方法有三：

(1)增加環(huán)境濕度－增加濕度，則原為非導電體的表面，吸收水份，成為導電性良好的表面，藉以使靜電逃脫，下表為在不同相對濕度下各動作所引起的靜電壓值，由表中可知低濕度對靜電之產生佔有有極大之因素．靜電防制靜電會造成半導體的電子回路被破壞，也會引起微塵粒59靜電防制

(2)在物體上塗抹帶電防止劑－塗抹帶電防止劑是在非體導電物體表面上塗抹，使之成為有導電性．唯此方法使用之前，須先探討其對物體的影響，和效果所能維持之時間．

(3)物體在製造時加入導電材料－如碳材，使之有導電性．

3.用離子中和：在過濾器下方安裝直流式﹑交流式或反射性靜電消除裝置，以產生正負空氣離子來中和潔淨室內產生之靜電．下圖為靜電消除器之一．

除以上所談的靜電消除方法外，減

少接觸次數(shù)，動作(如鬆手)速度宜緩慢，

使用防靜電的無塵衣以及工作時使用接

地棒或靜電手環(huán)，亦可防止靜電之產生．靜電手環(huán)靜電消除器靜電防制(2)在物體上塗抹帶電防止劑－塗抹帶電防止劑是60無塵室教育訓練大綱一.無塵室概念篇--無塵室的定義--無塵室的規(guī)範--無塵室的種類與維修管理注意事項--無塵室的組裝架構與環(huán)境因素考量--無塵室的氣流運動--無塵室的空調設計二.無塵室管理篇--進入洗塵室--進入無塵室--無塵室內使用之物品--無塵室內施工三.無塵室的量測篇(測試與驗收)--濾網(wǎng)洩漏測試--潔淨度測試--風速,風量測試--噪音測試--溫溼度測試--照度測試--室壓測試--EMI測試--ESD測試--氣流平行度測試--靜電測試四.參考文獻(1)臺北科大冷凍空調學分班講義(2)冷凍與空調—張樂法著(3)Thermodynamicandheatpower—LrvingGranet(4)潔淨室設計與管理—顏登通著作(5)AppliedThermodynamicisforengineeringTechnologists---Eastop&Mcconkey(6)潔淨室設計與空調基本理論—中技社半導體廠務人員教材.(7)空氣淨化理論五.案例示範--蘆竹PCB內外層C/R改善案例--稽核集團各廠C/R狀況說明六.鑑定方式無塵室教育訓練大綱一.無塵室概念篇四.參考文獻61無塵室的定義F無塵室最主要的目的在於控制產品所接觸之大氣的潔淨度及溫濕度，使產品能在一個可控制而良好環(huán)境空間中生產製造，此空間稱之為無塵室．F換言之，無塵室之定義可將一定空間範圍內空氣中之微塵粒子﹑有害空氣﹑細菌等污染物排出，並將室內之溫濕度﹑潔淨度﹑室內壓力﹑氣流速度與氣流分佈﹑噪音振動及照明﹑靜電控制到在某一範圍內，而所給特別設計之房間，不論外在之空氣條件如何變化．F從另一角度看，無塵室之定義，亦可以無塵室等級之不同而定義：潔淨度一級（CLASS1）意表每立方英呎內之空氣所含有大於或等於0.5UM灰塵粒子不超過１顆．潔淨度十級（CLASS10）則表示不超過１００顆，潔淨度一百級﹑一千級．．．依此類推．我們可以以一簡式表示之，即CLASS1：≦1pcs/ft3(@≧0.5um)CLASS10：≦10pcs/ft3(@≧0.5um)無塵室的定義F無塵室最主要的目的在於控制產品所接觸之大氣的潔62無塵室需俱備以下各項因素F能除去空氣中飄游之微塵粒子及有害氣體．F能防止微塵粒子之產生．F溫度和濕度之控制．F室內壓力之調節(jié)，防止室外飄游之微塵粒子進入．F結構物與隔間之氣密度．F靜電之防制．F電磁干擾之預防．F安全因素之考量．F節(jié)能之考量．無塵室需俱備以下各項因素F能除去空氣中飄游之微塵粒子及有害氣63無塵室的規(guī)範F無塵室歷史演進EF二次大戰(zhàn)時美國空軍發(fā)現(xiàn)大部份飛機零件故障之原因乃因粉塵之污染所引起，因此開始將這些零件置於游浮灰塵較少之處加工組合，而使故障率減少．F1958年美國開始太空研究，開始做無塵室研究，1961年完成有關美國空軍之無塵室規(guī)格．F1963年12月起由美國原子能協(xié)會太空總署及公眾衛(wèi)生局等合作完成美聯(lián)邦無塵室之規(guī)格FedesalstandardNO.209．F隨著科技進步，尤其半導體工業(yè)從1980年代64KDRAM-19871M迄今64M，256M及1G時代做不斷修正，F(xiàn)S209亦不斷修正內容．FFS209D內容及修正變化無塵室的規(guī)範F無塵室歷史演進E64無塵室標準規(guī)格F目前世界各國雖有自訂規(guī)格，但普遍採用美國聯(lián)邦標準209為多，表中為美國FS209內容修正變化無塵室規(guī)格．無塵室標準規(guī)格F目前世界各國雖有自訂規(guī)格，但普遍採用美國聯(lián)邦65F世界各國潔淨度等級規(guī)格表F世界各國潔淨度等級規(guī)格表66微塵粒子分佈與控制F空氣中浮游之微塵粒子有細小之纖維渣和砂粒，金屬粉及人體脫落之皮膚表層，煙霧．．．等種類繁多，除此之外，尚有一部份微生物，細菌，濾過性病毒等，如圖中所示．微塵粒子分佈與控制F空氣中浮游之微塵粒子有細小之纖維渣和砂粒67F若以大氣中0.5um之塵埃粒子而言，大約在1*105~2*106個／ft3左右，隨場所．地點或高度不同會有差異F微塵粒子是構成製品發(fā)生缺陷，降低產品良率的主要原因之一，元件製程是一極複雜的高科技製造技術，利用許多精密設備，將各種物理﹑化學﹑電機﹑電子﹑機械﹑材料等技術融合一致的製程﹑元件上的微粒，作用就可能像一個不透光的圖案，是否會影響元件之功能失效，可能依微塵大小﹑位置而定．F若以大氣中0.5um之塵埃粒子而言，大約在1*105~2*68F一般而言，1/10線寬微粒子即會造成製程缺陷，此1/10線寬之粒子即是我們必需加以控制之微塵粒子．造成各缺陷因素比例值分析F一般而言，1/10線寬微粒子即會造成製程缺陷，此1/10線69無塵室種類與維修管理注意事項F一般無塵室可依其空氣流動方式，使用環(huán)境﹑場所或目的之不同，而作如下分類：F亂流式：空氣由空調箱經(jīng)風管與無塵室內之空氣過濾器（HEPA)進入無塵室，並經(jīng)由無塵室隔間牆板或高架地板或回風柱回風，氣流非直線型運動，而或不規(guī)則之亂流或渦流狀態(tài)，適用於CLASS1000~CLASS100000級，優(yōu)點是構造簡單，系統(tǒng)或本低，無塵室之擴充比較容易，可以併用無塵工作臺，提高無塵室等級，缺點是因亂流而造成微塵粒子於室內空間飄浮不易排出，易污染製程上之產品，同時系統(tǒng)停止後再運轉，需耗時相當常時間才能達到需求潔淨度．無塵室種類與維修管理注意事項F一般無塵室可依其空氣流動方式，70F複合式：複合式為將層流式及亂流式予以複合或合併使用，可以提供局部超潔淨度之區(qū)域，較常見為潔淨隧道式與併裝局部式．F層流式：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，並由高架地板或隔牆板回風牆回風，適用於CLASS1~100等級，一般有水平層流或及垂直層流二種，缺點是造價高﹑室內空間不易擴充，優(yōu)點是可得較高潔淨度﹑製程中微塵粒子可以快速排出，運轉穩(wěn)定度高，但天花板上之吊架佔相當大空間，且為負壓區(qū)，維修時需將無塵室停止運轉，清潔後，恢復運轉至需求等級較快．F複合式：複合式為將層流式及亂流式予以複合或合併使用，可以提71併裝局部潔淨室潔淨隧道式併裝局部潔淨室潔淨隧道式72各種方式無塵室之比較各種方式無塵室之比較73全面垂直和隧道型方式比較全面垂直和隧道型方式比較74無塵室的組裝與環(huán)境因素考量F無塵室設計時，有三要素須考慮，第一點是房間的結構﹑材質和空氣過濾系統(tǒng)（包含空間系統(tǒng)），第二點是選擇潔淨室的附屬設備，如空氣洗滌室﹑傳遞箱等，第三則是使用者的教育﹑管理及保養(yǎng)問題．潔淨室架構圖F無塵室的主體結構，無論是何種構造，必須滿足如下條件：一﹑不會因溫度變化與振動而發(fā)生裂痕二﹑不易產生微塵粒子，且很難附著粒子三﹑吸濕值小四﹑為了維持室內之溫濕度條件，熱絕緣性要高無塵室的組裝與環(huán)境因素考量F無塵室設計時，有三要素須考慮，第75F如下表為無塵室內裝材料所應俱備的必要條件，在目前能完全滿足此必要條件之材料，尚未能找到，只得選擇較有利之材料．F如下表為無塵室內裝材料所應俱備的必要條件，在目前能完全滿足76F空氣過濾器：大氣中含有固體﹑液體﹑氣體之各種污染物質，故必需除去這些污染物質方能獲得欲利用之乾淨空氣，而欲得此乾淨空氣則須藉助空氣過濾器方能達成，濾網(wǎng)的型式及功能依使用場所及置放地點不同，可分為：一﹑初級過濾網(wǎng)二﹑中級過濾網(wǎng)三﹑準高性能過濾網(wǎng)四﹑高性能過濾網(wǎng)五﹑極高性能過濾網(wǎng)F空氣過濾器：77F地板及高架地板：在無塵室中，地板因人員步行和搬運遷移機器，容易磨耗或帶靜電，受機器重力壓力容易產生及屯積塵埃，尤其荷重若不足時於搬遷設備易造成危險，故對地板性質的要求，如下之分析：F地板及高架地板：78F隔間牆：隔間牆是構成無塵室的重要材料，隔間牆所俱備條件與地板類似，需有1.無發(fā)塵性2.氣密性3.高支撐力4.耐震性5.防滑性6.斷(隔)熱性7.耐熱(火)性8.耐污性9.不易產生靜電10.耐藥品性；目前較常使用隔間牆，一般為鋼板或鋁板表面塗EPOXY漆，內層充填石膏﹑PU發(fā)泡樹脂﹑泡棉（保麗龍）﹑巖棉﹑蜂巢式紙板或鋁板．．．等F屋頂：無塵室的屋頂為屬建築結構的一部份，其一般要求較隔間牆寬鬆，斷熱與防水性和足夠強度為最重要之考量，但若屬於屋頂部份則需要更加考量上述有關斷熱與防水要求，以免影響溫濕度控制，底發(fā)塵性亦為重點之一，尤其做為負壓區(qū)使用時，故一般均會塗佈EPOXY材料F照明燈具：室內之必要照度與燈光類別依作業(yè)內容而異，使用之燈具以不易積塵之構造為佳，一般有1.吸頂型燈具2.嵌入型燈具3.尖端型燈具，如下圖所示：F隔間牆：79F建築配件：無塵室建築配件係指門﹑窗之類而言，其結構和材質之優(yōu)良與否亦會影響無塵室之潔淨度和室內壓力，窗戶及出入之數(shù)量應儘量減少，最好是1.無窗或封死之窗2.窗之面積儘可能減少，且需有氣密性3.不易貯積塵埃，且容易清潔；至於出入無塵室之門須注意1.人與物品出入口要分開2.不要設在外部不潔空氣能直接吹到之處3.地板上不要有柵欄之溝槽以防止外氣滲入4.儘可能用氣密門5.原則上門要向室壓高之處開啟，但安全門除外．F建築配件：80不同種類無塵室維修注意事項F人員進出需依潔淨紀律執(zhí)行管理．F承攬商進出無塵室紀律管理．F不得在無塵室內裁切管路﹑動火作業(yè)，僅能緩衝區(qū)預制所需任何材料，並確實做好安全保護．F無塵室運轉中，施做二次安裝時，機臺工作範圍有適當隔離保護，以免影響正常生產作業(yè)．F無塵室運轉中，嚴禁天花板上方有人員進出施工，以免因震動造成粉屑掉落，倘若有特殊狀況時，應遵守如下規(guī)定：(A)需維修之區(qū)域需隔離，該區(qū)之HEPA風管關關．(B)若空調為FFU系統(tǒng)，則需全線之FFU停止運轉，但持持外氣供應，保持無塵室正壓.

不同種類無塵室維修注意事項F人員進出需依潔淨紀律執(zhí)行管理．81無塵室氣流運動F氣流速度分析：潔淨室的各項規(guī)範中，最重要者無疑是潔淨度，但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移動﹑擴散受到氣流的支配．下表所示乃單位密度粒子的重力與布朗(Brown)運動所引起的移動量．由表中可知粒徑0.1um以下，布朗運動引起的移動比重力引起的沉降遠大，反之則相反．潔淨室係利用HEAP﹑ULPA過濾空氣，其塵埃的收集率達99.97-99999%%之多，因此經(jīng)過此過濾器過濾的空氣可說十分乾淨．然而潔淨室內除了人以外，尚有機器等發(fā)塵源，這些發(fā)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(fā)生的塵埃迅速排出室外．潔淨室內的氣流數(shù)左右潔淨室性能的重要因素，一般潔淨室氣流速度是選在0.25-0.5m/s之間，此氣流速度屬微風區(qū)域，易受人﹑機器等的動作而干擾趨於混亂，雖提高風速可抑制此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，能以最適當?shù)娘L速供應，以達到經(jīng)濟性效果．另一方面欲達到潔淨室潔淨度之穩(wěn)定效果，均一氣流之保持亦為重要因素，均一氣流若無法保持，即表示風速有異，特別是在壁面，氣流會沿著壁面發(fā)生渦流作用，此時若要實現(xiàn)高潔淨度事實上很因難．無塵室氣流運動F氣流速度分析：潔淨室係利用HEAP﹑ULPA82無塵室氣流運動在垂直層流式力面要保持均一氣流必須(a)吹出面之風速不可有速度上之差異，(b)地板回風板吸入面之風速不可有速度上差異．如下圖2-1(a)(b)(c)引三圖所示為二秘不同風速時之氣流分佈，由此圖可知速度過低或過高(0.2m/5,0.7m/s)均有渦流之現(xiàn)象發(fā)生，而0.5m/s之速度，氣流則較均一，故目前一般潔淨室，其風速均取在0.25-0.5m/s之間．兩地板吸入之風速，亦是最重要因素，如圖2-2所示，在高架地板下之空間，靠近風口管連接部份之風速Ve比盡可能要降低，一般直在5m/s以下，其控制改善方式足將d，e處之開孔部份用盲板予以封閉，使通過風速變快增加阻抗或加裝過濾﹑風最調節(jié)器予以改善．無塵室氣流運動在垂直層流式力面要保持均一氣流必須(a)吹出面83無塵室氣流運動F風速運動模擬實驗：調查氣流形狀的方法計有(1)氣流的可視化(2)直接測定(3)電腦數(shù)值模擬法三種．可視化易於理解流動場所個狀況，但必須投入極大的心血，才能取得定量的資料．直接測定雖然定量性優(yōu)良，但要掌握整個情況，卻要堅強的毅力才行，而迎用電腦的數(shù)他模擬法，對其計算使與實際狀態(tài)的搭配才是最重要的關鍵．因此充份地考慮這些方法的優(yōu)缺，經(jīng)由適當?shù)慕M合，將可獲得有效的資料．1.氣流的可視化：氣流的可視化可採用許多的方法，但潔淨室氣流研究最常使用的方法，也是最簡便的方法即是取適當長度的線置於潔淨室過濾器下方，觀察其線的擺動方向，此乃不會污染潔淨室的可視法之一．2.直接測定法：使用風速計實測氣流流動場所，並以電腦處理其資料，定量地表現(xiàn)其氣流．使用之風速計須連方向亦可測定音，如串聯(lián)型熱線風速計﹑電熱高節(jié)器型風速計與煙測試器組合，超音波風速計等．圖2-3乃是利用三次元超音波風速計及電腦處理風速計測得之資料圖．箭頭表示風速向量，圓圈大小表示亂流之強度．由圖上可知製程設備前之亂流較大，在製程區(qū)及緩衝區(qū)間過濾器下方之接觸面亂流較小，此結果顯示了潔淨室內氣流之定量特性．無塵室氣流運動F風速運動模擬實驗：84無塵室氣流運動3.電腦數(shù)值模擬法：氣流的量測表示，除示上所談的方法外，另外尚有以電腦做數(shù)值模擬(Simulation)之方法，是利用粒子的質量﹑運動量﹑熱量等等之法則及狀態(tài)方程式如連續(xù)方程式．Navier-Stokes運動方程式及溫度擴散式等偏微分方程式，利用電腦軟體而做氣流分佈之分析．如圖2-4即利用電腦數(shù)值模擬法所測之潔淨室照燈具裝置支架對氣流的影響，亦即形成亂流的形情．圖中照明燈具二側，其風速不同，造成氣流的互相干擾．(a)表示氣流中分佈(b)係在照明燈具右側部份發(fā)生微塵粒子，利用微塵的濃度分佈表示其入侵﹑擴散於左側部份的狀態(tài)．圖形中圓圈的大小表示微塵粒子的濃度．圖2-5則為IC生產線自動行走的運送機器人(Robot)運動時所引起的氣流亂流和渦流模擬化圖片．圖中所示為機器人A向圖左方向行走時，後方出面的渦流形狀，利用此一結果，更可以將溫度分佈情況，底座(地面)揚起的微塵分佈模擬型化．由此圖中亦可證明出任何運動均會造成氣流分佈的變化，也影響了微塵之排出率和潔淨度，因而生產線上的所有作業(yè)人員於走動時不得不慎．無塵室氣流運動3.電腦數(shù)值模擬法：氣流的量測表示，除示上所談85無塵室氣流運動F障礙物對氣流的影響與解決：影響潔淨室的氣流因素相當多，諸如製程設備﹑人員﹑潔淨室組裝材料﹑照明器具等，同時對於生產設備上方氣流的分流點，亦應列考慮因素．一般操作臺或生產設備等表面的氣流分流點，應設於潔淨室空間與隔牆板間距之2/3處，如圖2-6左所示，如此可使作業(yè)人員工作時氣流可從製程區(qū)前方，如圖2-6左所示，將成為不當?shù)臍饬鞣至鳎藭r大部份氣流將流至製程區(qū)之後，作業(yè)員操作所引起之塵埃將被帶到設備後面，工作臺因而將會受污染，良率也勢必降低．圖2-7為過濾器之間距和過濾器與牆板間對氣流的影響．由圖上可知HEPA過濾器之間隔不要太大，而過濾器與牆板之間的距離也不太遠，避免為了節(jié)省少裝幾個過濾器，反而造成了嚴重的污染．圖2-8為製程設備或工作點對氣流的影響，一般而言，潔淨室內設備之形狀若有直角，將造成渦流現(xiàn)象和氣流的死角，解決的方法為將直角修改為三角平面之導角．無塵室氣流運動F障礙物對氣流的影響與解決：86無塵室氣流運動二不同潔淨度之潔淨區(qū)，若低潔淨區(qū)之氣壓大於高潔淨區(qū)時，且當隔牆板裝置時若其氣密性不良(如安裝傳遞箱時)，將造成微塵進入高潔淨區(qū)組裝時氣密為解決之道，如圖2-9所示．在隧逆型潔淨室中，不同潔淨度等級的區(qū)域，由於各自風速之不同，將會互相干擾，造成接觸區(qū)氣流有渦流現(xiàn)象，其只要在二接觸區(qū)域加塑膠空氣布簾(VinylCurtain)約60cm-65cm長度即可避免，如圖2-10所示．另外，若潔淨室中製程設備有高熱源存在，如熱板(HotPlate)﹑烤爐(Oven)，或其他加熱器，由於會使鄰近之空氣受熱上升造成逆流，而與向下之冷氣氣流混合，破壞了全室氣流的均一性，因此避免高熱源設備置放製程區(qū)為須遵守之原則，如圖2-11所示．潔淨室內的工作桌等障礙物，在相接處均會有渦流現(xiàn)象發(fā)生，相對地在其附近之潔淨度(Cleanliness)將會較差，如圖2-11所示．但若在工作桌面鑽上回風孔，則使渦流現(xiàn)象減至最低．組裝材料之選擇是否恰當，設備使局(Layout)之是否完善，亦為氣流是否造成渦流現(xiàn)象之重要因素，圖2-13及圖2-14分別為照明燈具﹑設備及工作人員所引起之渦流現(xiàn)象．一般而言，照明燈具所引起之渦流區(qū)域長度約為3-4倍燈具之寬度(在風速0.45m/s時)．另外，回風系統(tǒng)的設計不同形式，也會造成氣流的變化，如圖2-15(a),(b),(c)圖所示，由圖上型知選擇地板及牆板同時回風系統(tǒng)，對氣流之衝擊最?。?/p>

無塵室氣流運動二不同潔淨度之潔淨區(qū)，若低潔淨區(qū)之氣壓大於高潔87無塵室完整介紹-Cleaning-room-課件88無塵室完整介紹-Cleaning-room-課件89無塵室完整介紹-Cleaning-r