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1、无尘室培训教材无尘室的起源与发展 十九世纪初期，各种细菌被相继发现，为防止病房、手术室中细菌传播，无菌室成为最有效的对策，这便是现代无尘室的前身。飞机所使用的小轴承及齿轮若至于粉末，灰尘多的环境中制造，不但故障频发而且容易引发严重事故，这个事实在二战前就已经被了解。二战时，美国将零件置于空气浮尘较少处进行加工组合，装备的可靠性得到极大的提升。与此同时，美国的曼哈顿计划中，为除去放射性微粒，制造了超高性能过滤器(HEPA FILTER)，对日后洁净技术的开发影响极大。1967年，美国进行阿波罗计划时，为防止细菌在大气层和外太空传播，制定了无尘室的相关规格。静电照度振动值气体分子电磁波噪音微尘 粒
2、子湿度气流型态 压力温度3无尘室的控制要素 无尘室的定义无尘室(Clean Room)：指将一定空间范围内的空气中的微粒子、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。亦即是不论外在的空气条件如何变化，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。洁净等级分类 51.不带入A.适当压差B.MAU过滤器C.AIR SHOWER2.不发尘A.用人少,动作轻B.人员穿着无尘衣C.使用CR专用器具3.不堆积A.LAYOUT无死角B.设备四周留空间C.定期保养与清扫4.速排除A
3、.污染源直接排除B.换气次数要足够C.适当的回风术气流速维持洁净度的基本准则污染物大小与对比70.5um粒径肉眼可视粒径-5um人类头发直径-100um无尘室控制-微尘粒子的排除1.减少粒尘进入无尘室去除外器引入之尘粒控制正压设置Air Shower设置Pass Box2.去除无尘室内之尘粒冲淡法:以洁净空气冲淡无尘室内尘粒置换法:以洁净空气置换无尘室内之尘粒无尘室控制-微尘粒子的排除空调箱内空气过滤网种类1.预滤网(Pre-filter)滤除大气中1m以上之粗粒子过滤效率7090%ASHRAE ARRESTANCE用来延长中级过滤网之效率2.中级过滤网(Middle filter)滤除大气中
4、1m以下之粗粒子过滤效率3595%Dust Spot用来延长最终过滤网之效率3.最终过滤网(Final filter)滤除大气中0.5m以下之微粒子过滤效率99.97%以上DOP可分-HEPA及ULPA 无尘室控制-微尘粒子的排除天花板上最终空气过滤网种类1.HEPAHigh Efficiency Particulate Air Filter滤除大气中0.3m以下之微粒子过滤效率99.97%以上DOP(即穿透率小于万分之三)2.ULPAUltra Law Penetration Air Filter滤除大气中0.1m以下之微粒子过滤效率99.999%以上DOP(即穿透率小于十万分之一)Note
5、:传统滤材为玻璃纤维材,随晶圆线径越細,滤材逐渐为PTFE 无尘室控制-微尘粒子的排除Air FlowFan Filter Unit外气空调箱DCToolsDCHumidifier11Tools无尘室控制-微尘粒子的排除每立方呎屋外空气 尘粒(0.3m)数量大约7,143,000个经初级滤网去除数量1%(重量去除85%)通过7,072,000个/ft3经 中级滤网去除数量55%通过3,182,400个/ft3经最终滤网去除数量99.97%通过955个/ft3进无尘室假设送风量350ft3/sec洁净度控制举例无尘室初级滤网预冷盘管预热盘管加湿器截水器冷却盘管加热盘管初级滤网送风机组中级滤网逆止
6、风门外气空调箱无尘室控制-微尘粒子的排除Air FlowFan Filter Unit外气空调箱DC来自空调箱供应955个/ft3x350ft3/s=334,250个/s机台 人员 建筑发尘30,000个/s滞留系数0.13,000个/s未带走27,000个/s被气流带走334,250+27,000=361,250个/sHEPA去除效率99.99%每秒约通过36.1个(3,000+37)/3,500=0.87个/ft3符合洁净度控制举例(符合CLASS 1 0.3M范例)假设换气量每秒3,500ft3制造区无尘室控制-微尘粒子的排除无尘室控制人员的进出管控经预冷盘管后冷却为16.6oC RH
7、100%假设送风量10m3/sec无尘室初级滤网预冷盘管预热盘管加湿器截水器冷却盘管加热盘管初级滤网送风机组中级滤网逆止风门夏天外气条件DB 35oC，RH 80%(气象统计1%)无尘室运转条件222oC，RH 455%(依产品制造要求)经冷却盘管后除湿为9.5oC RH 100%经加热盘管后 改变湿度11.2oC RH 90%外气空调箱控制 温度、湿度无尘室控制温湿度的控制Air FlowFan Filter Unit外气空调箱DC空调箱供应11.2oC 90%10 m3/s机台 人员 建筑4F发热量：180 KJ/秒3F发热量：100 KJ/秒100=1.17x(100-10)x(T3f-
8、22)T3f 22.95oC(符合222OC相对湿度455%范例)假设每秒换气量100m3(比容1.17)制造区180=1.17x100 x(T4f-20.5)T4f 22oC冷盘管容量=1.17x90 x(22.95-20.5)-1.17x10 x(20.5-11.2)=257.99-108.81=149.18选160 KJ/s制程排气10 m3/s设定温度20.5oCTools无尘室控制温湿度的控制17无尘室控制气流型态的控制气流组织 形式非层流方式层流方式水平式垂直式混合方式无尘室控制气流型态的控制乱流式洁净室适用在Class100或较不严谨之洁净室侧回风10,000-100,000级；
9、地板回风 1,00010000级垂直层流式洁净室层流方式一般用于100级及以下的洁净室水平层流式洁净室适用在医院手术室等场所混流式洁净室Class100或Class1kClass10或Class1Class100或Class1k23无尘室控制气压的控制FFU系统系统循环空调箱风管系统循环空调箱风管系统轴流风机系统轴流风机系统ItemsFFU/DC SystemPCC System风管(天花板上)少(OA only)多(PCC,OA,HEPA)配管单纯(Aligned)复杂(Scattered)控制阀少(DC Group)多(PCC Individual)风车数量多(FFU Nos)少(PCC Nos)控制组件少(DC Group)多(PCC Individual)湿度控制普通优温度控制优优噪音低高系统可变弹性优劣系统升级性易难操作维护易普通排水管不需要需要(PCC除湿)初设成本较高较低运转成本较低较高二次冰水需要不需要占用室内面积无大空气循环形式比较人体静电消除器静电环防静电手套28无尘室控制静电的控制黄光区工作台局部照明29无尘室控制照度的控制避震基座1避震基座230无尘室控制震动的控制