無塵室應用

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無塵室定義

無塵室(Cleanroom)是指將空間內之污染物排除，包括灰塵，微生物，懸浮顆粒和化學揮發性氣體等，並控制溫度、濕度、潔淨度、氣流速度、室內壓力、噪音、振動與照明…等變數，進而得到一個潔淨的作業環境，若將無塵室中的細菌及病毒及生物粒子加以控制，則稱之為無菌室(germ-free room)。

無塵室之功用，在於不論外在空氣條件如何變化，室內空間均能維持原先設定要求之潔淨度、溫溼度及室內壓力。經過多年發展，業界對於其工程規劃建置、設備潔淨能力、耗材質量控管各面向之規格要求均已標準化且技術成熟。一個效率良好的無塵室，硬體和軟體架構必須並重，除了在無塵室工程設計建置上能作完整詳盡的規劃及有效率且確實的施工管理外，還需配合建置完成後完整的教育訓練，促使室內人員維持良好的作業紀律，同時落實使用操作規範及設備維護保養，才能將無塵室應有之功能最大化。

無塵室主要功能

無塵室須具備能夠有效控制特定空間內微粒汙染數量之能力，其主要構成條件如下：

能除去空氣中微塵粒子

能防止微塵粒子之產生

溫度和溼度之控制

室內壓力之調節

有害氣體之排除

結構物與隔間之氣密性

靜電之防制

電磁干擾之預防

安全因素之考量

節能之考量

  • 能除去空氣中微塵粒子。
  • 能防止微塵粒子之產生。
  • 溫度和溼度之控制。
  • 室內壓力之調節。
  • 有害氣體之排除。
  • 結構物與隔間之氣密性。
  • 靜電之防制。
  • 電磁干擾之預防。
  • 安全因素之考量。
  • 節能之考量。

何謂潔淨度

為了對各種無塵室的性能加以定義，因此以「特定容積」內定義「特定大小」的微粒數量作為基準，這個指標就稱為「潔淨度」(Cleanliness)。茲以直徑0.5μm(微米)以上的粒子為例：

微粒分佈狀況 空間/無塵室規格
10,000,000 – 50,000,000顆/m3 郊外
100,000,000 – 500,000,000顆/m3 城市
100,000,000 – 1,000,000,000顆/m3 室內
粒徑0.5μm微粒，控制在3,520顆/m3以內 無塵室-ISO Class 5
粒徑0.5μm微粒，控制在3,530顆/m3以內 無塵室-FS 209E Class 100

無塵室產業區分

無塵室之應用主要分為ICR工業用無塵室(Industrial Clean Room)和BCR生化及醫學用無塵室(Biological Clean Room)兩大類，依不同依產業類別，對於潔淨度也有不同要求。

ICR工業用無塵室
主要使用於半導體、電子業及各型精密工業，國際間對於ICR工業用無塵室之潔淨度要求，主要參考美國聯邦標準FS-209E及日本標準 JIS B 9920，茲以美國FS-209E為標準，對各產業其規格要求如下：

產業類別潔淨度
ISO 2ISO 3ISO 4ISO 5ISO 6ISO 7ISO 8
–209E Class
1		209E Class
10		209E Class
100		209E Class
1,000		209E Class
10,000		209E Class
100,000
ICR晶片製造商   
半導體
元件製造商		前段工程  
後段工程     
液晶製造商    
硬碟製造商    
精密機械製造商   
光罩製造商    
印刷電路板製造商   

BCR生物用無塵無菌室
主要使用於生技、生化、醫學等產業及學術研究單位的無塵室/無菌室，除了要求去除空氣中飄浮的微粒子，還必須去除附著於塵埃上的細菌與病毒，因此除了空氣過濾系統，通常還必須搭配紫外線等化學滅菌。茲以美國FS-209E為標準，對各產業其規格要求如下：

產業類別潔淨度
ISO 2ISO 3ISO 4ISO 5ISO 6ISO 7ISO 8
–209E Class
1		209E Class
10		209E Class
100		209E Class
1,000		209E Class
10,000		209E Class
100,000
BCR藥品製造商注射液充填區域     
藥劑包裝區域     
醫院無菌治療室    
無菌手術室     
食品加工製造商長期保鮮牛乳     
新鮮蔬果菜、便當、麵包     
動物實驗室無菌動物治療室     
SPF動物    

無塵室污染源

為有效維持無塵室之潔淨度，除了硬體設備的規劃與設置，更需要搭配良好的管理制度，其中又以管理汙染源最為重要，汙染源分為「外界汙染、內部污染」兩大類，對象可依作業人員、原物料、設備及無塵室內所有物件加以探討，實驗數據顯示，「人」是無塵室最大的汙染源（約佔80%），當作業人員進出無塵室，塵埃即顯著增加，若作業人員有動作，潔淨度馬上劣化，故作業員必須配戴無塵衣帽、口罩、手套等以避免感染，無塵室之主要汙染源如下：