潔凈室系利用HEPA、 ULPA過濾空氣, 其塵埃的收集率達 99. 97~99. 99995%之多, 因此經(jīng)過此過濾器過濾的空氣可說十分干凈。 然而潔凈室內(nèi)除了人以外, 尚有機器等之發(fā)塵源, 這些發(fā)生的塵埃一旦擴散, 即無法保持潔凈空間,因此必須利用氣流將發(fā)生的塵埃迅速排出室外。
潔凈室內(nèi)的氣流是左右潔凈室性能的重要因素,一般潔凈室的氣流速度是選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于混亂、雖提高風速可抑制此一擾亂之影響而保持潔凈度、但因風速的提高,將影響運轉(zhuǎn)成本的增加,所以應在滿足要求的潔凈度水準之時,能以最適當?shù)娘L速供應,以達到適當?shù)娘L速供應以達到經(jīng)濟性效果。
另一方面欲達到潔凈室潔凈度之穩(wěn)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,特別是在壁面,氣流會延著壁面發(fā)生渦流作用,此時要實現(xiàn)高潔凈度事實上很困難,因此潔凈室中顆粒物需要定期進行潔凈室檢測驗證,已證明過濾系統(tǒng)有效。
垂直層流式方向要保持均一氣流必須:
(a) 吹出面的風速不可有速度上的差異;
(b) 地板回風板吸入面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(xiàn)象發(fā)生,而 0. 5m/s 之速度, 氣流則較均一, 目前一般潔凈室,其風速均取在0. 25~0. 5m/s 之間。
影響潔凈室的氣流因素很多,如制程設備、人員、潔凈室組裝材、照明器具等,同時對于生產(chǎn)設備上方氣流的分流點,亦應列入考慮因素。
一般操作臺或生產(chǎn)設備等表面的氣流分流點,應設于潔凈室空間與隔墻板間距 2/3 之處,如此可使作業(yè)人員工作時,氣流可從制程區(qū)內(nèi)部流向作業(yè)區(qū),而將微塵帶走;若分流點配置在制程區(qū)前方,將成為不當?shù)臍饬鞣至?,此時大部份的氣流將流至制程區(qū)之后,作業(yè)員操作所引起的塵埃將被帶到設備后面, 工作臺因而將受到污染,良率也勢必降低。
潔凈室內(nèi)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凈度將會較差,在工作桌面鉆上回風孔,將使渦流現(xiàn)象減少最低;組裝材料之選擇是否恰當、設備布局是否完善,亦為氣流是否成為渦流現(xiàn)象之重要因素。
潔凈室根據(jù)氣流流向方式分為亂流式,層流式與復合式。 |
1. 亂流式(Turbulent Flow) :
空氣由空調(diào)箱經(jīng)風管與潔凈室內(nèi)之空氣過濾器(HEPA) 進入潔凈室, 并由潔凈室兩側(cè)隔間墻板或高架地板回風。 氣流非直線型運動而呈不規(guī)則之亂流或渦流狀態(tài)。 此型式適用于潔凈室等級1, 000-100, 000 級。
優(yōu)點: 構(gòu)造簡單、 系統(tǒng)建造成本, 潔凈室之擴充比較容易, 在某些特殊用途場所, 可并用無塵工作臺, 提高潔凈室等級。
缺點: 亂流造成的微塵粒子于室內(nèi)空間飄浮不易排出, 易污染制程產(chǎn)品。 另外若系統(tǒng)停止運轉(zhuǎn)再激活, 欲達需求之潔凈度, 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(nèi), 并由高架地板或兩側(cè)隔墻板回風, 此型式適用于潔凈室等級需定較高之環(huán)境使用, 一般其潔凈室等級為Class 1~100。 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,由對邊墻壁之回風系統(tǒng)回風,塵埃隨風向排出室外,一般在下流側(cè)污染較嚴重。
優(yōu)點:構(gòu)造簡單,運轉(zhuǎn)后短時間內(nèi)即可變成穩(wěn)定。
缺點:建造費用比亂流式高,室內(nèi)空間不易擴充。
(2) 垂直層流式:房間天花板完全以 ULPA 過濾器覆蓋,空氣由上往下吹,可得較高之潔凈度,在制程中或工作人員所產(chǎn)生的塵??煽焖倥懦鍪彝舛粫绊懫渌ぷ鲄^(qū)域。
優(yōu)點:管理容易,運轉(zhuǎn)開始短時間內(nèi)即可達穩(wěn)定狀態(tài),不易為作業(yè)狀態(tài)或作業(yè)人員所影響。
缺點:構(gòu)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. 復合式(Mixed Type) :
復合式為將亂流式及層流式予以復合或并用, 可提供局部超潔凈之空氣。
(1) 潔凈隧道(Clean Tunnel) :以 HEPA 或 ULPA 過濾器將制程區(qū)域或工作區(qū)域 100%覆蓋使?jié)崈舳鹊燃壧岣咧?10 級以上, 可節(jié)省安裝運轉(zhuǎn)費用。 此型式需將作業(yè)人員之工作區(qū)與產(chǎn)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(zhì), ULSI 制程大都采用此種型式。
潔凈隧道另有二項優(yōu)點:A. 彈性擴充容易;B. 維修設備時可在維修區(qū)輕易執(zhí)行。
(2) 潔凈管道(Clean Tube) :將產(chǎn)品流程經(jīng)過的自動生產(chǎn)線包圍并凈化處理,將潔凈度等級提至 100 級以上。因產(chǎn)品和作業(yè)員及發(fā)塵環(huán)境相互隔離,少量之送風即可得到良好之潔凈度, 可節(jié)省能源,不需人工的自動化生產(chǎn)線為最適宜使用。藥品、食品業(yè)界及半導體業(yè)界均適用。
(3) 并裝局部潔凈室(Clean Spot) :將潔凈室等級 10, 000~100, 000 之亂流潔凈室內(nèi)之產(chǎn)品制程區(qū)的潔凈度等級提高為 10~1000 級以上,以為生產(chǎn)之用;潔凈工作臺、潔凈工作棚、潔凈風柜即屬此類。