凈化等級(jí)一般分為100級(jí)、1000級(jí)、10000級(jí)、100000級(jí),現(xiàn)在版的GMP 凈化車間已經(jīng)不用這個(gè)叫法了,分為ABCD級(jí)別,分別相對(duì)應(yīng)于98版的幾個(gè)級(jí)別,通過(guò)檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的塵埃粒子數(shù)、浮游菌數(shù)、沉降均數(shù)評(píng)價(jià)凈化級(jí)別,各個(gè)級(jí)別有不同的要求,凈化等級(jí)分靜態(tài)、動(dòng)態(tài)兩種。
(一)潔凈室之等級(jí)
世界各國(guó)均有自定規(guī)格,但普遍還是用美國(guó)聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)209為多,以下僅就209D及209E和世界上其它各國(guó)制定標(biāo)準(zhǔn)作介紹與相互比較。
209E與209D等最大之不同在于209E表示單位增加了公制單位,潔凈室等級(jí)以‵M′字頭表示,如M1、M1.5、M2.5、M3…..依此類推,配合國(guó)際公制單位之標(biāo)準(zhǔn)化,M字母后之阿拉伯(Arab)數(shù)目字是以每立方公尺中>=0.5μm之微塵粒子數(shù)目字以10的冪次方表示,取指數(shù)為之,若微塵粒子數(shù)介于前后二者完全冪次方之間,則以1.5、2.5、3.5….表示。 潔凈網(wǎng)z:Wg1pj
美國(guó)聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)FS 209D都以英制每立方英呎為單位,日本則是采用公制,即以每立方公尺為單位,以0.1μm微粒子為計(jì)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)。日本標(biāo)準(zhǔn)之表示法以Class 1,Class 2,Class 3……Class8表示,最好的等級(jí)為Class 1,最差則為Class 8,以每立方公尺中微塵粒子總數(shù)中化為10的冪次方,取其指數(shù)而得。
(二)潔凈室之定義
潔凈室(Clean Room),亦稱為無(wú)塵室或潔凈室。
「潔凈室」是指將一定空間范圍內(nèi)之空氣中的微粒子、有害空氣、細(xì)菌等之污染物排除,并將室內(nèi)之溫度、潔凈度、室內(nèi)壓力、氣流速度與氣流分布、噪音振動(dòng)及照明、靜電控制(control)在某一需求范圍內(nèi),而所給予特別設(shè)計(jì)之房間。亦即是不論外在之空氣條件如何變化,其室內(nèi)均能俱有維持原先所設(shè)定要求之潔凈度、溫濕度及壓力等性能之特性。
潔凈室最主要之作用在于控制產(chǎn)品(如硅芯片(又稱微電路)等)所接觸之大氣的潔凈度日及溫濕度,使產(chǎn)品能在一個(gè)良好之環(huán)境空間中生產(chǎn)(Produce)、制造,此空間我們稱之為「潔凈室」。
(三)潔凈室控管之項(xiàng)目
1. 能除去空氣中飄游之微塵粒子。
2. 能防止微塵粒子之產(chǎn)生。
3. 溫度(temperature)和濕度之控制(control)。實(shí)驗(yàn)臺(tái)一般采用C型方型鋼,可靠焊接,經(jīng)酸洗磷化、電泳后,實(shí)驗(yàn)臺(tái)表面經(jīng)環(huán)氧樹(shù)脂高壓靜電粉沫噴涂,高溫固化處理。具有良好的防腐性能,緊密強(qiáng)固,承重力強(qiáng)。臺(tái)面一般采用環(huán)氧樹(shù)脂板、實(shí)芯理化板、陶瓷板、大理石板、千思板、不銹鋼板等,表面經(jīng)技術(shù)處理,光滑無(wú)毛孔,耐酸堿、防腐蝕,銑邊處理,臺(tái)面耐腐蝕、防水均達(dá)到實(shí)驗(yàn)室行業(yè)優(yōu)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
4. 壓力之調(diào)節(jié)。
5. 有害氣體之排除。實(shí)驗(yàn)室建設(shè)實(shí)驗(yàn)室布局按照安全要求合理地劃分成清潔區(qū)、半污染區(qū)和污染區(qū),采用人與物分別設(shè)置專用通道,設(shè)置必要的緩沖間,采用一次隔離和二次隔離等措施,能有效的避免交叉污染,從根本上防止危險(xiǎn)性微生物的擴(kuò)散。
6. 結(jié)構(gòu)物與隔間之氣密性。
7. 靜電之防制。
8. 電磁干擾預(yù)防。
9. 安全因素(factor)之考慮。
10. 節(jié)能之考量。
(四)潔凈室之分類
1.亂流式(Turbulent Flow):
空氣由空調(diào)箱經(jīng)風(fēng)管與潔凈室內(nèi)之空氣過(guò)濾器(作用:過(guò)濾雜質(zhì)等)(HEPA)進(jìn)入潔凈室,并由潔凈室兩側(cè)隔間墻板或高架地板回風(fēng)。氣流非直線型運(yùn)動(dòng)而呈不規(guī)則之亂流或渦流(又稱:傅科電流) 狀態(tài)。此型式適用于潔凈室等級(jí)1,000-100,000級(jí)。
優(yōu)點(diǎn):構(gòu)造簡(jiǎn)單、系統(tǒng)建造成本,潔凈室之?dāng)U充比較容易,在某些特殊用途場(chǎng)所,可并用無(wú)塵工作臺(tái),提高潔凈室等級(jí)。
缺點(diǎn):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(yùn)轉(zhuǎn)再激活,欲達(dá)需求之潔凈度,往往須耗時(shí)相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間。
2.層流式(Laminar):
層流式空氣氣流運(yùn)動(dòng)成一均勻之直線形,空氣由覆蓋(Cover)率100%之過(guò)濾器(作用:過(guò)濾雜質(zhì)等)進(jìn)入室內(nèi),并由高架地板或兩側(cè)隔墻板回風(fēng),此型式適用于潔凈室等級(jí)需定較高之環(huán)境使用,一般其潔凈室等級(jí)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(guò)濾器(作用:過(guò)濾雜質(zhì)等)單方向吹出,由對(duì)邊墻壁之回風(fēng)系統(tǒng)回風(fēng),塵埃隨風(fēng)向排出室外,一般在下流側(cè)污染較嚴(yán)重。
優(yōu)點(diǎn):構(gòu)造簡(jiǎn)單,運(yùn)轉(zhuǎn)后短時(shí)間內(nèi)即可變成穩(wěn)定。
缺點(diǎn):建造費(fèi)用比亂流式高,室內(nèi)空間不易擴(kuò)充。
(2)垂直層流式:房間天花板完全以ULPA過(guò)濾器(作用:過(guò)濾雜質(zhì)等)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?huì)影響其它工作區(qū)域。
優(yōu)點(diǎn):管理容易,運(yùn)轉(zhuǎn)開(kāi)始短時(shí)間內(nèi)即可達(dá)穩(wěn)定(解釋:穩(wěn)固安定;沒(méi)有變動(dòng))狀態(tài),不易為作業(yè)狀態(tài)或作業(yè)人員所影響。潔凈實(shí)驗(yàn)室由于潔凈實(shí)驗(yàn)室-生物安全實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)對(duì)象是危險(xiǎn)性的微生物,出于嚴(yán)格控制污染的原則,它要求以最少的維護(hù)人員,運(yùn)用最優(yōu)化的管理維護(hù)手段,來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)控每一個(gè)實(shí)驗(yàn)室中設(shè)備所處的物理環(huán)境,保證實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行過(guò)程中始終處于相對(duì)負(fù)壓環(huán)境,防止危險(xiǎn)性微生物外泄。
缺點(diǎn):構(gòu)造費(fèi)用較高,彈性運(yùn)用空間困難(difficult),天花板之吊架相當(dāng)占空間,維修更換過(guò)濾器(作用:過(guò)濾雜質(zhì)等)較麻煩。
3.復(fù)合式(Mixed Type):
復(fù)合式為將亂流式及層流式予以復(fù)合或并用,可提供局部(part)超潔凈之空氣。
(1)潔凈隧道(Clean Tunnel):以HEPA或ULPA過(guò)濾器將制程區(qū)域或工作區(qū)域100%覆蓋使?jié)崈舳鹊燃?jí)提高至10級(jí)以上,可節(jié)省安裝運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。此型式需將作業(yè)人員之工作區(qū)與產(chǎn)品和機(jī)器維修予以隔離,以避免機(jī)器維修時(shí)影響了工作及品質(zhì)(Character),ULSI制程大都采用此種型式。
潔凈隧道另有二項(xiàng)優(yōu)點(diǎn):A.彈性擴(kuò)充容易; B.維修設(shè)備時(shí)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(guò)的自動(dòng)生產(chǎn)線包圍并凈化處理,將潔凈度等級(jí)提至100級(jí)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(fēng)即可得到良好之潔凈度,可節(jié)省能源(解釋:向自然界提供能量轉(zhuǎn)化的物質(zhì)),不需人工的自動(dòng)化生產(chǎn)線為最適宜使用。藥品、食品業(yè)界及半導(dǎo)體業(yè)界均適用。
(3)并裝局部潔凈室(Clean Spot):將潔凈室等級(jí)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(jí)提高為10~1000級(jí)以上,以為生產(chǎn)之用;潔凈工作臺(tái)、潔凈工作棚、潔凈風(fēng)柜即屬此類。
潔凈工作臺(tái):等級(jí)Class 1~100級(jí)。
潔凈工作棚:為在亂流式之潔凈室空間內(nèi)以防靜電(是一種處于靜止?fàn)顟B(tài)的電荷)之透明塑料布圍成一小空間,采用獨(dú)立之HEPA或ULPA及空調(diào)送風(fēng)機(jī)組而成為一較高級(jí)之潔凈空間,其等級(jí)為10~1000級(jí),高度在2.5米左右,覆蓋面積約10m2以下,四支支柱并加裝活動(dòng)輪,可為彈性運(yùn)用