5 工藝設(shè)計
5．1 一般規(guī)定
5．1．1 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代、產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展十分迅速，以集成電路為代表的微電子產(chǎn)品尤為顯著，集成電路產(chǎn)品基本上是2～3年或更短的時間就會提升一代產(chǎn)品；以TFT—LCD為代表的顯示器件正在取代彩色顯像管的顯示器件生產(chǎn)；微型計算機(jī)的迅速發(fā)展，使各種元器件生產(chǎn)發(fā)展十分迅速。因此，電子工業(yè)潔凈廠房的設(shè)計、建造必須適應(yīng)這種快速發(fā)展的需要，從潔凈廠房的規(guī)劃開始，對于電子工廠、潔凈廠房的工藝設(shè)計、工藝布局應(yīng)充分考慮電子產(chǎn)品發(fā)展的靈活性，以滿足電子產(chǎn)品生產(chǎn)工藝改造和擴(kuò)大生產(chǎn)的需求。
5．1．2、5．1．3 以集成電路芯片制造、TFT—LCD液晶顯示器件生產(chǎn)用潔凈廠為代表的微電子生產(chǎn)潔凈廠房，具有潔凈度要求嚴(yán)格、大面積、大體量和能耗大、運(yùn)行費(fèi)用高的特點(diǎn)，潔凈廠房工藝設(shè)計是先導(dǎo)工序，所以對電子工業(yè)潔凈廠房工藝設(shè)計的基本要求是：在滿足電子產(chǎn)品生產(chǎn)要求的前提下，合理進(jìn)行潔凈廠房工藝布局，合理確定各種公用動力設(shè)施的技術(shù)條件和要求等生產(chǎn)條件，做到能量消耗少、運(yùn)行費(fèi)用低、生產(chǎn)效率高和建設(shè)投資少；合理進(jìn)行人流路線、物料運(yùn)輸和倉儲設(shè)施的配置和布置，滿足電子產(chǎn)品潔凈生產(chǎn)要求和產(chǎn)品生產(chǎn)工藝要求，工藝設(shè)計應(yīng)合理選擇生產(chǎn)設(shè)備的自動化水平和物料運(yùn)輸?shù)淖詣踊?，在?jīng)濟(jì)、實(shí)用、安全可靠的條件下提高生產(chǎn)效率。
5．2 工藝布局
5．2．1 潔凈廠房的工藝布局應(yīng)綜合各方面的因素，重點(diǎn)要考慮生產(chǎn)工藝、人員操作、設(shè)備維修、物料運(yùn)輸、未來發(fā)展等方面的要求。
工藝布局的核心是要滿足電子產(chǎn)品生產(chǎn)工藝要求，在此前提下根據(jù)所選擇的潔凈室氣流型式，在有利于工藝設(shè)備的安裝維修、物料運(yùn)輸和提高效率、降低造價等，合理進(jìn)行潔凈廠房的工藝布置。
在單向流潔凈室(區(qū))布置時，對于潔凈室(區(qū))中的生產(chǎn)工藝設(shè)備的布置、操作程序的安排和人員流動、物料傳輸?shù)瓤赡軐蜗驓饬髟斐傻奈锢碚系K，應(yīng)采用措施避免發(fā)生紊流或交叉污染。圖3是表示設(shè)備、人員等對單向氣流的干擾和改進(jìn)措施，左側(cè)圖示為物理障礙產(chǎn)生的干擾；右側(cè)圖(a)是采取調(diào)整工藝設(shè)備布置，改善氣流流動，(b)是改進(jìn)設(shè)備構(gòu)造、外形，改善氣流；(c)是改變?nèi)藛T的操作行為，改善氣流；(d)改進(jìn)氣流流動方式，確保產(chǎn)品生產(chǎn)區(qū)域的潔凈度要求。
5．2．2 人員進(jìn)出、材料出入、產(chǎn)品運(yùn)送及設(shè)備、工具搬運(yùn)的頻繁交錯，不但會彼此干擾、易發(fā)生混雜、降低生產(chǎn)效率，并可能會使?jié)崈羰?區(qū))的空氣潔凈度受到影響和氣流受到破壞。因此，在工藝布局時，應(yīng)充分考慮人員、物料設(shè)備，有各自的出入口。人員入口處的凈化設(shè)施包括單人吹淋室、多人吹淋室、通道式吹淋室、氣閘室等，具體選用何種形式，需根據(jù)潔凈室(區(qū))的空氣潔凈度等級、人員數(shù)量、未來發(fā)展需求等確定。
物料凈化設(shè)施包括貨物吹淋室、氣閘室、壓縮空氣吹掃頭等，一般可根據(jù)物料種類、包裝方式和潔凈室(區(qū))的空氣潔凈度等級等確定。
5．2．3～5．2．5 潔凈廠房中生產(chǎn)區(qū)、輔助區(qū)和各類生產(chǎn)設(shè)備的布置與潔凈室(區(qū))內(nèi)的氣流流型、空氣潔凈度等級的保持密切相關(guān)，所以本規(guī)范規(guī)定：在潔凈室(區(qū))內(nèi)要求空氣潔凈度嚴(yán)格的工序(設(shè)備)應(yīng)遠(yuǎn)離出入口和可能干擾氣流的場所設(shè)置，并宜布置在上風(fēng)側(cè)；空氣潔凈度等級要求相同的工序或工作室相對集中布置等都是電子產(chǎn)品潔凈室(區(qū))內(nèi)布置的基本要求。
另外，由于電子產(chǎn)品更新?lián)Q代快，電子工廠在實(shí)際生產(chǎn)中，在線維修及調(diào)試、邊生產(chǎn)邊增加設(shè)備擴(kuò)大生產(chǎn)能力的情況很多，因此在做工藝布局時，應(yīng)根據(jù)具體情況，考慮這些因素，留出相應(yīng)的運(yùn)作空間。
5．2．6 為避免不同空氣潔凈度等級的潔凈室(區(qū))之間的頻繁聯(lián)系發(fā)生交叉污染，應(yīng)根據(jù)電子產(chǎn)品生產(chǎn)工藝要求合理選擇相應(yīng)技術(shù)措施，如人的聯(lián)系應(yīng)采用氣閘室或空氣吹淋室；大物件的運(yùn)送也可以采用氣閘室，一般物件的運(yùn)送可采用傳遞窗；穿越隔墻的管線應(yīng)采用可靠氣密措施等。
5．3 人員凈化
5．3．1、5．3．2 電子工業(yè)潔凈廠房，由于電子產(chǎn)品品種、規(guī)格、產(chǎn)量的不同，其潔凈室的規(guī)模和空氣潔凈度等級要求差異較大，如現(xiàn)今的大規(guī)模集成電路用潔凈廠房或TFT—LCD用潔凈廠房的建筑面積一般均在幾萬平方米，空氣潔凈度等級為1～3級或4～5級，而印制電路版生產(chǎn)用潔凈室的建筑面積一般只有幾百平方米，且有時還根據(jù)工藝布局要求需分多處設(shè)置，空氣潔凈度等級為7級或8級。為此，本規(guī)范只推薦一種人員凈化程序供設(shè)計參考，并規(guī)定：“人員凈化用室和設(shè)施應(yīng)根據(jù)潔凈室的規(guī)模、空氣潔凈度等級設(shè)置，并應(yīng)設(shè)置生活用室?！彪娮庸I(yè)潔凈廠房中人員凈化用室、生活用室以及空氣吹淋室、氣閘室、潔凈工作服洗滌間和干燥間等均應(yīng)在具體工程項(xiàng)目設(shè)計時，根據(jù)實(shí)際情況和需要設(shè)置。
5．3．3 潔凈廠房內(nèi)人員凈化用室和生活用室的建筑面積指標(biāo)——按設(shè)計人數(shù)平均每人2～4m2是經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在具體工程項(xiàng)目設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)潔凈室的規(guī)模大小、潔凈室內(nèi)人數(shù)多少和空氣潔凈度等級等因素合理確定。一般情況下，潔凈室內(nèi)人數(shù)較多時采取推薦數(shù)據(jù)的下限，人數(shù)較少時采取上限；潔凈室規(guī)模較大時，一般可采取下限。
5．3．5 電子工業(yè)潔凈廠房中，設(shè)置了空氣吹淋室的主要是6～9級的潔凈室，但有的潔凈室也未設(shè)空氣吹淋室；而空氣潔凈度等級為5級或嚴(yán)于5級的垂直單向流潔凈室設(shè)置空氣吹淋室的較少，設(shè)氣閘室的較多。關(guān)于空氣吹淋室對人員凈化作用的評價眾說紛紜，但根據(jù)測定數(shù)據(jù)表明：只要空氣吹淋室產(chǎn)品質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求和管理得當(dāng)，它對進(jìn)入潔凈室人員的凈化效果是肯定的。為此，本條沒有規(guī)定潔凈廠房內(nèi)潔凈室(區(qū))的入口處都應(yīng)設(shè)空氣吹淋室，而是對潔凈廠房空氣吹淋室的設(shè)計，規(guī)定了4款要求。
第1、4款，實(shí)際上是推薦6～9級潔凈室入口處宜設(shè)空氣吹淋室。具體工程項(xiàng)目中，若不設(shè)空氣吹淋室時，應(yīng)設(shè)氣閘室，作為潔凈室(區(qū))與非潔凈室(區(qū))的分隔和緩沖。5級或嚴(yán)于5級的垂直單向流潔凈室(區(qū))，推薦設(shè)氣閘室。
第2款，規(guī)定空氣吹淋室應(yīng)設(shè)在更換潔凈工作服后的相鄰場所，就是進(jìn)一步明確空氣吹淋室的氣閘作用，既分隔潔凈室(區(qū))與非潔凈室(區(qū))，又能防止外部空氣進(jìn)入潔凈室，并使?jié)崈羰揖S持正壓狀態(tài)。它是從非潔凈室(區(qū))更換潔凈工作服后經(jīng)空氣吹淋進(jìn)入潔凈室(區(qū))。
第3款，其規(guī)定包含．①潔凈室按最大班人數(shù)每30人設(shè)1臺單人空氣吹淋室，以此選用空氣吹淋室的數(shù)量；由于空氣吹淋室有多種形式，如單人吹淋室、多人吹淋室、通道式吹淋室等，所以潔凈室內(nèi)人數(shù)較少時可采用單人吹淋室，而人數(shù)較多時則應(yīng)采用多人吹淋室和多個并聯(lián)或通道式吹淋室等形式。②潔凈室(區(qū))內(nèi)的工作人員超過5人時，為上下班人員進(jìn)出和管理方便，應(yīng)在空氣吹淋室一側(cè)設(shè)旁通門。
5．3．6 潔凈廠房內(nèi)的人員凈化應(yīng)遵循由外至內(nèi)逐步潔凈的循序漸進(jìn)的原則，每個潔凈室的人員凈化路線都應(yīng)有合理的程序，應(yīng)避免已經(jīng)過凈化的部分又再被污染的情況發(fā)生。對于人員凈化用室和生活用室的空氣潔凈度等級要求，本條只規(guī)定：①潔凈工作服更衣室的潔凈度等級，推薦低于相鄰潔凈室(區(qū))空氣潔凈度等級；②當(dāng)設(shè)有潔凈工作服洗滌室時，其空氣潔凈度等級不宜低于8級。
本條還要求，對于人員凈化用室和生活用室，可根據(jù)具體條件，送入經(jīng)過高效空氣過濾的潔凈空氣，從而減少人員攜帶污染物進(jìn)入潔凈室(區(qū))。
5．4 物料凈化
電子工業(yè)潔凈廠房內(nèi)，為避免多種物料搬入潔凈室時，攜帶污染物影響潔凈室(區(qū))的空氣潔凈度，甚至影響電子產(chǎn)品質(zhì)量，造成次品或廢品的出現(xiàn)，因此本節(jié)規(guī)定各種物料搬入潔凈室(區(qū))的下列基本規(guī)定
1 潔凈室(區(qū))的設(shè)備和物料出入口，應(yīng)獨(dú)立設(shè)置。此類出入口不得與人員出入口混同使用，避免污染物混雜、交叉。但對于潔凈室規(guī)模較小，如建筑面積只有幾十平方米的潔凈室，設(shè)備和物料出入口是否應(yīng)獨(dú)立設(shè)置，應(yīng)根據(jù)具體工程項(xiàng)目情況、物料狀態(tài)、潔凈室內(nèi)人員數(shù)量等實(shí)事求是地確定。
2 潔凈室(區(qū))應(yīng)設(shè)有設(shè)備和物料凈化用室，并在此房間內(nèi)設(shè)有相應(yīng)的物料凈化設(shè)施，對搬入潔凈室(區(qū))的設(shè)備和物料進(jìn)行凈化處理。該物凈用室的面積、空間尺寸和物凈設(shè)施，應(yīng)根據(jù)物料的特征、性質(zhì)、形狀等確定，比如按物料的包裝方式、物化性質(zhì)的不同，可采取真空吸塵、壓縮空氣吹除、擦拭等不同方法進(jìn)行物料凈化處理等。
3 潔凈室(區(qū))的物料凈化用室與潔凈室(區(qū))之間應(yīng)設(shè)置氣閘室或傳遞窗。本條規(guī)定不僅是確保物料的搬入不影響潔凈室(區(qū))的空氣潔凈度的變化；而且是保持物料出入口處，潔凈室(區(qū))與非潔凈室(區(qū))靜壓差的基本條件，也是物料出入口處，潔凈室與非潔凈室的分界和分隔。因此，第5．4．2條是強(qiáng)制性條文。
5．5 設(shè)備及工器具
5．5．1～5．5．3 在這三條的條文中，規(guī)定了為實(shí)現(xiàn)在潔凈室(區(qū))內(nèi)使用防塵、防污染的生產(chǎn)設(shè)備和輔助生產(chǎn)設(shè)備，在工藝設(shè)計和選用設(shè)備時應(yīng)該遵循的一些基本要求。
1 設(shè)備表面光潔、易清潔、不積塵、不揮發(fā)化學(xué)物質(zhì)。這里不能只理解為設(shè)備外表面，應(yīng)該包括設(shè)備的所有可能與潔凈室(區(qū))生產(chǎn)環(huán)境接觸的表面和可能與電子產(chǎn)品生產(chǎn)過程接觸的表面，也包括這些表面的制作材料。某些電子產(chǎn)品與一些化學(xué)物質(zhì)在制作過程中或在電子產(chǎn)品的使用過程中可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，影響某些電子產(chǎn)品的性能參數(shù)，所以要求設(shè)備表面不揮發(fā)化學(xué)物質(zhì)。
2 在電子工業(yè)潔凈室(區(qū))內(nèi)，常常按產(chǎn)品生產(chǎn)工藝要求配置有在生產(chǎn)運(yùn)行中將會散發(fā)微?；蚺艧崃看蠡蚺懦鲇卸尽⒖扇?xì)怏w的設(shè)備，如半導(dǎo)體器件、集成電路生產(chǎn)中的擴(kuò)散爐、外延爐、刻蝕機(jī)、離子注入設(shè)備、氣相沉積設(shè)備等，此類設(shè)備一般均設(shè)有局部排風(fēng)設(shè)施，即第5．5．1條第3款所稱“防擴(kuò)散措施”，有的設(shè)備還配帶有專用尾氣(排氣)處理設(shè)備，對所排出的高濃度有害氣體或有毒或可燃?xì)怏w進(jìn)行處理后，才能經(jīng)過潔凈廠房中設(shè)置的相關(guān)排氣系統(tǒng)排出。
3 由于電子產(chǎn)品生產(chǎn)工藝的需要，某些設(shè)備必須跨越不同空氣潔凈度等級的潔凈室(區(qū))時，應(yīng)采取固定隔斷或潔凈空氣幕等可靠的密封隔斷措施。
4 為保護(hù)潔凈室(區(qū))內(nèi)工作人員的身體健康，本規(guī)范第3．2．5條規(guī)定了潔凈室(區(qū))內(nèi)噪聲容許值，因此安裝在潔凈室(區(qū))內(nèi)的設(shè)備應(yīng)選用符合要求的低噪聲設(shè)備，但由于電子產(chǎn)品生產(chǎn)過程或設(shè)備設(shè)計、運(yùn)行條件的限制，所選設(shè)備超過潔凈室噪聲容許值時，應(yīng)根據(jù)具體工程項(xiàng)目的實(shí)際條件采取相應(yīng)的隔聲措施，如操作間隔聲、隔聲值班室、隔聲罩、隔聲屏等。
5．5．5 本條的規(guī)定是對潔凈室(區(qū))電子產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，存放、傳送各種材料、中間產(chǎn)品或零部件使用的專用容器的設(shè)計、制作及其材料等的基本要求。由于電子產(chǎn)品種類繁多，它們在生產(chǎn)過程的存放、傳送條件和要求有較大差異，所以本條是推薦性條文。對于某些電子產(chǎn)品如集成電路的芯片生產(chǎn)用專用容器應(yīng)遵循本條文的1～4款的規(guī)定，并且由于芯片的集成度的不同或運(yùn)送的材料、中間產(chǎn)品的狀態(tài)不同，專用容器中充填的氮?dú)饧兌纫笠矔兴煌?；而對另一些電子產(chǎn)品生產(chǎn)過程用專用容器，只需按其生產(chǎn)工藝特點(diǎn)遵循本條中的相關(guān)規(guī)定。
5．5．6 本條為強(qiáng)制性條文，其編寫的依據(jù)是：
1 電子工業(yè)潔凈廠房中常常設(shè)置有各種類型的真空泵，用于電子產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的抽真空或用于排氣等，是生產(chǎn)工藝設(shè)備的輔助設(shè)備或就是生產(chǎn)工藝設(shè)備的一部分。各種類型的真空泵一般安裝在潔凈室(區(qū))內(nèi)的生產(chǎn)設(shè)備鄰近處或配套組裝在生產(chǎn)工藝設(shè)備上，有的則安裝在潔凈室(區(qū))的輔助生產(chǎn)間或技術(shù)支持區(qū)內(nèi)。
為了確保潔凈室(區(qū))的正常生產(chǎn)，避免安全事故的發(fā)生，應(yīng)對設(shè)置在潔凈室(區(qū))內(nèi)的有油潤滑的真空泵、輸送含有可燃?xì)怏w的真空泵，傳輸易燃、自燃化學(xué)品或高濃度含氧氣體或氧化性化學(xué)品的真空泵等設(shè)置必須的安全技術(shù)措施，為此制定了本條的規(guī)定。
2 參照美國消防協(xié)會(NFPA)標(biāo)準(zhǔn)NFPA 318《潔凈室消防標(biāo)準(zhǔn)》(Standard for the procection of cleanroom)第8．6．1條和第8．6．2條規(guī)定，在本條中作出了相關(guān)規(guī)定。
