無塵室建造主要項目介紹及如何挑選適合產品?
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在精密製造中,微小的粒子可能決定產品的成敗。維持無菌環境通常是成功的一半——而無塵室就是解決方案。
對於半導體和製藥等產業,即使是最小的灰塵微粒也會損害品質和性能,無塵室提供了一個受控環境,以製造可靠、高品質的產品。
什麼是無塵室?
無塵室是高度受控的環境,負責管理空氣中的微粒、溫度、濕度、氣流和其他污染物。
先進的空氣過濾系統和精確的溫濕度控制有助於防止外部微粒干擾製造。無塵室還調節靜電、振動和照明以穩定條件。
它們遵循 ISO 14644 標準,並根據允許的微粒數量和尺寸進行分類。
例如,ISO 7 無塵室每立方米允許 352,000 個微粒,而 ISO 8 無塵室則允許高達 3,520,000 個微粒。允許的微粒越少,房間就越乾淨。
無塵室建置的關鍵面向
無塵室的建置涉及許多細節。每個組件都必須經過仔細選擇和安裝,以符合嚴格的標準。
圍護與內部系統:牆壁、天花板和地板
高效無塵室的基礎在於其牆壁、天花板和地板。
- 無塵室牆壁
使用彩色塗層鋼板(結合岩棉、PU 或 PIR 絕緣材料的雙層材料面板)或不鏽鋼板來打造無縫的 無塵室隔間系統。
這些材料易於消毒且具有耐化學性,是理想的選擇。它們還符合 GMP 和 ISO 14644 標準,可防止灰塵附著在表面。
- 天花板系統
無塵室天花板通常由鋁合金框架搭配模組化天花板面板組成。
模組化設計易於重新配置,使安裝 風扇過濾組 (FFU)、照明、管路和其他設備更加方便。
- 地板系統
無塵室地板有幾種選擇:
- 環氧樹脂 (Epoxy) 地板: 防靜電、耐用且易於清潔
- 導電塑膠地板: 優越的防靜電能力
- 高架地板(帶孔): 用於高級別無塵室,允許過濾後的空氣從地板下方回流
HVAC 與空氣過濾
沒有這些核心組件,無塵室就無法運作:
- HVAC 無塵空調系統(暖氣、通風與空調)
HVAC 系統是無塵室的肺部。它負責透過以下方式提供乾淨的淨化氣流:
- 送風系統: FFU 或空氣處理機組 (AHU) 有助於控制氣流、溫度和濕度。
- 回風系統: 空氣透過回風口或高架地板回流。高級別無塵室傾向於使用回風管道或層流回風牆。
- 排風系統: 在處理化學品或溶劑等特定製程中,會使用排風管和活性碳過濾器。
- 空氣過濾系統
HEPA 或 ULPA 過濾器 在應對空氣微粒方面扮演關鍵角色——HEPA 可捕捉 99.97% 的 0.3μm 微粒,而 ULPA 則可捕捉 99.999% 的 0.12μm 微粒。這些高效能過濾器提供精確的環境控制,防止可能損害敏感產品和製造過程的污染物進入。
FFU 也是空氣過濾系統的一部分。它們提供穩定且乾淨的氣流,特別適用於 ISO 1-6 無塵室。也會實施化學過濾器等空氣淨化系統來消除污染。
壓力控制與環境監測
精確控制和持續監測其他環境因素都是維持穩定環境的一部分。
- 壓差控制
壓差控制系統有助於維持無塵室內外的壓力差。這對於防止污染物進入以及防止有害物質外洩非常重要。
當室內氣壓高於室外時,無塵室通常維持正壓。負壓設計(室外氣壓高於室內)則用於特殊目的,如生物安全實驗室。
- 環境監測系統 (EMS)
製造商依靠 EMS 提供的即時數據來監控和維持無塵室條件。
EMS 監測這些關鍵環境因素:
- 微粒: 測量空氣中微粒的數量。
- 溫度 and 濕度: 維持穩定的溫濕度水平。
- 壓力: 確保適當的氣流並防止污染湧入。
- VOC/AMC 濃度: 檢查化學污染物。
電力與照明系統
即使是電力和照明系統也需要精確地整合到無塵室中。
- 無塵室照明
在選擇無塵室照明時,能源效率和易於維護是關鍵考量。
無塵室級 LED 照明可防止灰塵積聚並確保適當的亮度,通常在 300-1000 Lux 之間。嵌入式燈具常用於避免干擾氣流。
- 靜電放電 (ESD) 控制
無塵室可能會產生靜電累積。因此,安裝防靜電地板、接地線和靜電消除器可以防止靜電影響電子製造過程。
- 電力與控制系統
無塵室擁有無法承受電力波動或中斷的敏感設備。不斷電系統 (UPS) 提供穩定的電源。
可程式邏輯控制器 (PLC) 控制氣流速度、溫濕度和壓差。這使得自動管理一切並保持條件一致變得更加容易。
出入控制與物流
污染預防從入口點開始。
- 無塵室門
氣密門是必須的,因為它們有助於維持乾淨環境。自動門或互鎖門控制人員和物料進出,確保穩定的氣流並將污染風險降至最低。
- 空氣浴塵室 (Air Shower)
空氣浴塵室 在進入無塵室之前,清除人員或物料上的任何微粒或灰塵。
- 傳遞箱 (Pass Box)
對於小件物料傳遞,傳遞箱 減少了開門的需求,從而降低污染風險。
- 物流與人流設計
流向設計對於保護無塵室完整性至關重要。人員和物料都需要遵循特定順序:
- 人流: 更衣室 → 緩衝區 → 無塵室
- 物流: 物料預處理區 → 緩衝區 → 潔淨區
- 更衣室
無塵室配套設備
考慮這些輔助設備,為防範污染物提供額外保護:
- 潔淨工作台 (Clean Bench)
潔淨工作台 為精密電子、光學和製藥作業提供針對性的高潔淨空間。
- 無塵棚 (Clean Booth)
無塵棚 依靠 FFU 維持潔淨環境。其模組化設計可快速搭建,適用於半導體、光電和精密電子產業。
- 生物安全櫃
全封閉的 生物安全櫃 是生物技術、醫療和實驗室作業的極佳補充,因為它們可以保護人員免受有毒生物污染物的侵害。
- 無塵衣鞋櫃
無塵衣鞋櫃 保持無塵衣的清潔與整齊。
- 無菌自動洗手烘乾機
無菌自動洗手烘乾機 用於進入無塵室前的衛生清理。它們能有效清除手上的任何灰塵或細菌。
- 無塵室專用洗鞋機
鞋子會帶入大量污垢,而 無塵室專用洗鞋機 解決了這個問題。
- 不斷電無菌物料搬運車
不斷電無菌物料搬運車 確保物料在運輸過程中不會受到污染。
- 隔離手套作業箱
隔離手套作業箱 是全封閉、氣密的腔室,可將人員或物體與有害物質隔離並保護。
- 袋進袋出過濾裝置 (BIBO)
袋進袋出過濾裝置 在進行例行性 HEPA 或 ULPA 過濾器更換時,保護人員免受生物危害。
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