潔淨室等級的(de)分(fēn)級依據

(一)潔淨室之定義
　　潔淨室(Clean Room)，亦稱爲無塵室或清淨室。
　「潔淨室」是指将一定空間範圍内之空氣中的(de)微粒子、有害空氣、細菌等之污染物(wù)排除，并将室内之溫度、潔淨度、室内壓力、氣流速度與氣流分(fēn)布、噪音(yīn)振動及照(zhào)明(míng)、靜電控制在某一需求範圍内，而所給予特别設計之房(fáng)間。亦即是不論外在之空氣條件如何變化(huà)，其室内均能俱有維持原先所設定要求之潔淨度、溫濕度及壓力等性能之特性。
　　潔淨室最主要之作用(yòng)在于控制産品(如矽芯片等)所接觸之大(dà)氣的(de)潔淨度日及溫濕度，使産品能在一個(gè)良好之環境空間中生産、制造，此空間我們稱之爲「潔淨室」。

(二)潔淨室之等級
　　世界各國均有自定規格，但普遍還(hái)是用(yòng)美(měi)國聯邦标準209爲多(duō)，以下(xià)僅就209D及209E和(hé)世界上其它各國制定标準作介紹與相互比較。
　　209E與209D等最大(dà)之不同在于209E表示單位增加了(le)公制單位，潔淨室等級以‵M′字頭表示，如M1、M1.5、M2.5、M3…..依此類推，配合國際公制單位之标準化(huà)，M字母後之阿拉伯數目字是以每立方公尺中>=0.5μm之微塵粒子數目字以10的(de)幂次方表示，取指數爲之，若微塵粒子數介于前後二者完全幂次方之間，則以1.5、2.5、3.5….表示。

　　美(měi)國聯邦标準FS 209D都以英制每立方英呎爲單位，日本則是采用(yòng)公制，即以每立方公尺爲單位，以0.1μm微粒子爲計數标準。日本标準之表示法以Class 1，Class 2，Class 3……Class8表示，最好的(de)等級爲Class 1，最差則爲Class 8，以每立方公尺中微塵粒子總數中化(huà)爲10的(de)幂次方，取其指數而得(de)。

(三)潔淨室控管之項目
　　1. 能除去空氣中飄遊之微塵粒子。
　　2. 能防止微塵粒子之産生。
　　3. 溫度和(hé)濕度之控制。
　　4. 壓力之調節。
　　5. 有害氣體之排除。
　　6. 結構物(wù)與隔間之氣密性。
　　7. 靜電之防制。
　　8. 電磁幹擾預防。
　　9. 安全因素之考慮。
　　10. 節能之考量。

(四)潔淨室之分(fēn)類

1.亂流式(Turbulent Flow)：
　　空氣由空調箱經風管與潔淨室内之空氣過濾器(HEPA)進入潔淨室，并由潔淨室兩側隔間牆闆或高(gāo)架地闆回風。氣流非直線型運動而呈不規則之亂流或渦流狀态。此型式适用(yòng)于潔淨室等級1,000-100,000級。
　　優點：構造簡單、系統建造成本，潔淨室之擴充比較容易，在某些特殊用(yòng)途場(chǎng)所，可(kě)并用(yòng)無塵工作台，提高(gāo)潔淨室等級。
　　缺點：亂流造成的(de)微塵粒子于室内空間飄浮不易排出，易污染制程産品。另外若系統停止運轉再激活，欲達需求之潔淨度，往往須耗時(shí)相當長(cháng)一段時(shí)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%之過濾器進入室内，并由高(gāo)架地闆或兩側隔牆闆回風，此型式适用(yòng)于潔淨室等級需定較高(gāo)之環境使用(yòng)，一般其潔淨室等級爲Class 1~100。其型式可(kě)分(fēn)爲二種：
　　(1)水(shuǐ)平層流式：水(shuǐ)平式空氣自過濾器單方向吹出，由對(duì)邊牆壁之回風系統回風，塵埃随風向排出室外，一般在下(xià)流側污染較嚴重。
　　優點：構造簡單，運轉後短時(shí)間内即可(kě)變成穩定。
　　缺點：建造費用(yòng)比亂流式高(gāo)，室内空間不易擴充。
　　(2)垂直層流式：房(fáng)間天花闆完全以ULPA過濾器覆蓋，空氣由上往下(xià)吹，可(kě)得(de)較高(gāo)之潔淨度，在制程中或工作人(rén)員(yuán)所

産生的(de)塵埃可(kě)快(kuài)速排出室外而不會影(yǐng)響其它工作區(qū)域。
　　優點：管理(lǐ)容易，運轉開始短時(shí)間内即可(kě)達穩定狀态，不易爲作業狀态或作業人(rén)員(yuán)所影(yǐng)響。
　　缺點：構造費用(yòng)較高(gāo)，彈性運用(yòng)空間困難，天花闆之吊架相當占空間，維修更換過濾器較麻煩。

3.複合式(Mixed Type)：
　　複合式爲将亂流式及層流式予以複合或并用(yòng)，可(kě)提供局部超潔淨之空氣。
　　(1)潔淨隧道(Clean Tunnel)：以HEPA或ULPA過濾器将制程區(qū)域或工作區(qū)域100%覆蓋使潔淨度等級提高(gāo)至10級以上，可(kě)節省安裝運轉費用(yòng)。此型式需将作業人(rén)員(yuán)之工作區(qū)與産品和(hé)機器維修予以隔離，以避免機器維修時(shí)影(yǐng)響了(le)工作及品質，ULSI制程大(dà)都采用(yòng)此種型式。
　　潔淨隧道另有二項優點：A.彈性擴充容易； B.維修設備時(shí)可(kě)在維修區(qū)輕易執行。
　　(2)潔淨管道(Clean Tube)：将産品流程經過的(de)自動生産線包圍并淨化(huà)處理(lǐ)，将潔淨度等級提至100級以上。因産品和(hé)作業員(yuán)及發塵環境相互隔離，少量之送風即可(kě)得(de)到良好之潔淨度，可(kě)節省能源，不需人(rén)工的(de)自動化(huà)生産線爲最适宜使用(yòng)。藥品、食品業界及半導體業界均适用(yòng)。
　　(3)并裝局部潔淨室(Clean Spot)：将潔淨室等級10,000~100,000之亂流潔淨室内之産品制程區(qū)的(de)潔淨度等級提高(gāo)爲10~1000級以上，以爲生産之用(yòng)；潔淨工作台、潔淨工作棚、潔淨風櫃即屬此類。
　　潔淨工作台：等級Class 1~100級。
　　潔淨工作棚：爲在亂流式之潔淨室空間内以防靜電之透明(míng)塑料布圍成一小空間，采用(yòng)獨立之HEPA或ULPA及空調送風機組而成爲一較高(gāo)級之潔淨空間，其等級爲10~1000級，高(gāo)度在2.5米左右，覆蓋面積約10m2以下(xià)，四支支柱并加裝活動輪，可(kě)爲彈性運用(yòng)。

(五)潔淨室氣流之流動
　　潔淨室的(de)潔淨度往往受到氣流的(de)影(yǐng)響，換言之，即人(rén)、機器隔間、建築結構等所産生的(de)塵埃之移動、擴散受到氣流的(de)支配。
　　潔淨室系利用(yòng)HEPA、ULPA過濾空氣，其塵埃的(de)收集率達99.97~99.99995%之多(duō)，因此經過此過濾器過濾的(de)空氣可(kě)說十分(fēn)幹淨。然而潔淨室内除了(le)人(rén)以外，尚有機器等之發塵源，這(zhè)些發生的(de)塵埃一旦擴散，即無法保持潔淨空間，因此必須利用(yòng)氣流将發生的(de)塵埃迅速排出室外。
　　潔淨室内的(de)氣流是左右潔淨室性能的(de)重要因素，一般潔淨室的(de)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(rén)、機器等的(de)動作而幹擾趨于混亂、雖提高(gāo)風速可(kě)抑制此一擾亂之影(yǐng)響而保持潔淨度、但因風速的(de)提高(gāo)，将影(yǐng)響運轉成本的(de)增加，所以應在滿足要求的(de)潔淨度水(shuǐ)準之時(shí)，能以最适當的(de)風速供應，以達到适當的(de)風速供應以達到經濟性效果。
　　另一方面欲達到潔淨室潔淨度之穩定效果，均一氣流之保持亦爲一重要因素，均一氣流若無法保持，表示風速有異，特别是在壁面，氣流會延著(zhe)壁面發生渦流作用(yòng)，此時(shí)要實現高(gāo)潔淨度事實上很困難。
　　垂直層流式方向要保持均一氣流必須：(a)吹出面的(de)風速不可(kě)有速度上的(de)差異；(b)地闆回風闆吸入面之風速不可(kě)有速度上的(de)差異。速度過低或過高(gāo)(0.2m/s，0.7m/s)均有渦流之現象發生，而0.5m/s之速度，氣流則較均一，目前一般潔淨室，其風速均取在0.25~0.5m/s之間。
　　影(yǐng)響潔淨室的(de)氣流因素很多(duō)，如制程設備、人(rén)員(yuán)、潔淨室組裝材、照(zhào)明(míng)器具等，同時(shí)對(duì)于生産設備上方氣流的(de)分(fēn)流點，亦應列入考慮因素。
　　一般操作台或生産設備等表面的(de)氣流分(fēn)流點，應設于潔淨室空間與隔牆闆間距2/3之處，如此可(kě)使作業人(rén)員(yuán)工作時(shí)，氣流可(kě)從制程區(qū)内部流向作業區(qū)，而将微塵帶走；若分(fēn)流點配置在制程區(qū)前方，将成爲不當的(de)氣流分(fēn)流，此時(shí)大(dà)部份的(de)氣流将流至制程區(qū)之後，作業員(yuán)操作所引起的(de)塵埃将被帶到設備後面，工作台因而将受到污染，良率也(yě)勢必降低。
　　潔淨室内的(de)工作桌等障礙物(wù)，在相接處均會有渦流現象發生，相對(duì)地在其附近之潔淨度将會較差，在工作桌面鑽上回風孔，将使渦流現象減少最低；組裝材料之選擇是否恰當、設備布局是否完善，亦爲氣流是否成爲渦流現象之重要因素。

(六)潔淨室之構成
　　潔淨室的(de)構成是由下(xià)列各項系統所組成(在所組成的(de)系統分(fēn)子中是缺一不可(kě)的(de))，否則将無法構成一完整且品質良好的(de)潔淨室：
　　(1)天花闆系統：包括吊杆(Ceiling rod)、綱梁(I-Beam或U-Beam)、天花闆格子梁(Ceiling

grid或Ceilingframe)。
　　(2)空調系統：包括空氣艙、過濾器系統、風車等。
　　(3)隔牆闆(Partitional wall)：包括窗(chuāng)戶、門。
　　(4)地闆：包括高(gāo)架地闆或防靜電舒美(měi)地闆。
　　(5)照(zhào)明(míng)器具：包括日光(guāng)燈、黃(huáng)色燈管等。
　　潔淨室之建築主體構造，一般是用(yòng)鋼筋或骨水(shuǐ)泥，但無論是何種構造，必須滿足如下(xià)之條件：
　　A.不會因溫度變化(huà)與振動而發生裂痕；
　　B.不易産生微塵粒子，且很難附著(zhe)粒子；
　　C.吸濕性小；
　　D.爲了(le)維持室内之濕度條件，熱(rè)絕緣性要高(gāo)；