無塵室一般需管控的條件及控制方式
無塵室(Cleanroom)的核心目標是在受控環境下,維持產品製程所需的潔淨度、穩定性及一致性。因此,除了控制空氣中的微粒數量外,還必須管理溫度、濕度、壓差、氣流、換氣次數及污染源等因素,不同產業(半導體、光電、製藥、醫療器材、食品等)雖有不同規格,但基本管控項目大致相同。
一、潔淨度(Cleanliness)
管控目的
控制空氣中懸浮粒子數量,避免產品污染。
例如:
常見控制標準
依據ISO14644-1:
|
ISO等級 |
≥0.5μm粒子數(Particles/m³) |
|
ISO5 |
3,520 |
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ISO6 |
35,200 |
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ISO7 |
352,000 |
|
ISO8 |
3,520,000 |
控制方式
HEPA濾網效率:99.97%@0.3μm~:99.99%@0.3μm
應用:ISO4~8
ULPA濾網效率:99.9995%@0.12μm
應用:半導體ISO1~3
監測設備
二、溫度(Temperature)
管控目的
避免產品及設備因熱膨脹產生誤差。
例如:
常見控制範圍
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產業 |
溫度要求 |
|
半導體 |
22±0.1~0.5℃ |
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光電 |
22±1℃ |
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醫藥 |
20~24℃ |
|
食品 |
18~25℃ |
控制方式
空調箱(AHU)
AirHandlingUnit
功能:
冷凍水系統
由:
提供冷源。
PID控制
利用:
進行閉迴路控制。
控制流程:
溫度感測器
↓
PID控制器
↓
冰水閥門調節
↓
AHU送風
三、濕度(Humidity)
管控目的
控制:
常見控制範圍
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產業 |
RH |
|
半導體 |
40~50% |
|
光電 |
45±5% |
|
製藥 |
45~60% |
|
食品 |
40~65% |
濕度過低問題
靜電增加
容易產生:
濕度過高問題
容易造成:
控制方式
加濕系統
種類:
除濕系統
利用:
控制濕度。
四、靜壓(PressureDifferential)
又稱:
管控目的
防止污染空氣流入潔淨區。
原理:
空氣由高壓流向低壓。
壓差設計原則
潔淨區→一般區
高潔淨區15Pa
↓
次潔淨區10Pa
↓
走道5Pa
↓
室外0Pa
常見標準
|
區域差壓 |
建議值 |
|
一般無塵室 |
5~10Pa |
|
製藥GMP |
10~15Pa |
|
隔離區 |
15~30Pa |
控制方式
VAV控制
VariableAirVolume
利用:
調整送風量。
FFU控制
FanFilterUnit
透過FFU轉速調整:
監測設備
通常設於:
五、氣流速度(AirVelocity)
管控目的
將污染物快速帶離製程區。
單向流(LaminarFlow)
常見於:
風速:
一般設計:
非單向流(TurbulentFlow)
適用:
利用高換氣率維持潔淨度。
六、換氣次數(AirChangeRate)
ACH(AirChangesperHour)
表示:
每小時空氣更換次數。
典型設計值
|
等級 |
ACH |
|
ISO8 |
10~25 |
|
ISO7 |
30~60 |
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ISO6 |
90~180 |
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ISO5 |
240~600 |
控制方式
透過:
提供足夠風量。
七、氣流流向(AirflowPattern)
管控目的
避免交叉污染。
垂直單向流
FFU
↓↓↓↓
工作區
↓↓↓↓
高架地板
優點:
常見於:
水平單向流
→→→→→→
工作區
→→→→→→
回風口
常見於:
八、靜電(ESD)
管控目的
防止電子產品受損。
常見要求
人體電位:
地板電阻:
控制方式
防靜電地板ESDFloor
接地系統Grounding
離子風機Ionize中和電荷。
九、分子污染(AMC)
AMC(AirborneMolecularContamination)
半導體與OLED製程特別重要。
常見污染物
酸性:
鹼性:NH₃
有機物:VOC
控制方式
化學濾網
ChemicalFilter
例如:
MAU新風處理Make-UpAirUnit
先進行:過濾"吸附再送入無塵室。
十、微生物控制(生技醫藥)管控目的避免產品污染。
監測項目
浮游菌ActiveAirSampling
落菌SettlePlate
表面菌ContactPlate
控制方式
十一、無塵室主要管控項目總表
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項目 |
管控目的 |
常用控制方式 |
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潔淨度 |
控制粒子 |
HEPA、ULPA、FFU |
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溫度 |
製程穩定 |
AHU、冰水系統、PID |
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濕度 |
防靜電、防結露 |
加濕器、除濕機 |
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壓差 |
防止污染倒灌 |
VAV、FFU、差壓控制 |
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氣流速度 |
帶走污染物 |
FFU、送回風設計 |
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換氣次數 |
稀釋污染 |
AHU風量控制 |
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氣流流向 |
避免交叉污染 |
單向流設計 |
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靜電 |
保護產品 |
ESD地板、接地、離子風機 |
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AMC |
防止化學污染 |
化學濾網、MAU |
|
微生物 |
無菌控制 |
HEPA、消毒、監測 |