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研究生: 吳念坤
Wu, Nian-Kun
論文名稱: 晶圓廠無塵室之性能式煙控設計功效評估
Efficacy assessment of smoke control in Wafer Fab clean rooms
指導教授: 賴啟銘
Lai, Chi-Ming
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 土木工程學系
Department of Civil Engineering
論文出版年: 2013
畢業學年度: 101
語文別: 中文
論文頁數: 89
中文關鍵詞: 晶圓廠無塵室FFUFDS
外文關鍵詞: Fab, clean room, FFU, FDS
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  • 近年來半導體晶圓廠房火災發生事件頻傳,造成了嚴重的金錢損失及人員傷亡。而無塵室中溼式清洗台所使用的易燃性有機溶劑,為火災發生常見之原因。由於廠房利用頭頂般運系統(Overhead Transport)來代替人力搬運物料,因此無法設置防煙垂壁,故常使用替代方案來取代防煙垂壁之功能,以滿足淨空天花空間之需求。本研究之目的為探討晶圓廠常見之替代方案:FFU(Fan Filter Unit)降載與一般防煙垂壁方案於煙控上之差異,以驗證其替代方案之可行性。
    本研究係利用溼式清洗台常用之有機溶劑異丙醇(IPA)為燃料,以火災模擬軟體FDS來模擬火災發生時煙霧的流動情形,藉此比較FFU降載方案與防煙垂壁方案之功效,並使用性能式煙控設計,探討不同降載幅度及不同火源參數設定對於FFU降載方案之影響。
    模擬結果顯示:FFU降載方案雖在限制煙霧擴散之功效上略遜於設置防煙垂壁,但在減緩煙塵下降速度上效果相當顯著,說明此替代方案有助於達到減少人員傷亡之目標,仍為有效之煙控方案。而在影響FFU降載方案功效之因素上,以FFU降載幅度、火源大小及火源位置對模擬結果較有影響性,而火源高度則影響不大。

    In recent years, fire happen in semiconductor fabs frequently and cause serious financial losses and casualties. The common reason of fire is that the wet benches use flammable organic solvent. Because fabs use Overhead Transport to replace the manual handling of materials, so cannot set the smoke prevention wall. Fabs often use alternatives to replace the ability of smoke prevention wall. This study aims to investigate the differences in smoke control between the alternatives:FFU (Fan Filter Unit) derating program and smoke prevention wall and to verify the feasibility of alternatives.
    In this study, we use the Isopropanol (IPA), the common organic solvent often using in wet bench, as fuel and the fire simulation software FDS to simulate the flow of smoke when the fire broke. And then we use efficacy assessment of smoke control to explore the impact of different derating magnitude and different parameter settings on derating program.
    Simulation results show that: In limiting the spread of smoke, the effect of derating program is slightly lower than smoke prevention wall. But derating program can retard soot falling speed effectively and contribute to achieve the goal of reducing casualties. And in the influence factors to derating program, derating range, fire size and location have big influence on the results, while the fire height have little impact.

    摘 要I AbstractII 誌 謝III 目 錄IV 表目錄VII 圖目錄IX 第一章 緒論1 1.1 研究動機1 1.2 文獻回顧2 1.3 論文架構6 第二章 無塵室火災因素探討7 2.1 無塵室簡介7 2.1.1 無塵室構造7 2.1.2 無塵室潔淨度等級分類的標準8 2.1.3 無塵室之型式12 2.2 無塵室火災特性14 2.2.1 無塵室火災類型14 2.2.2 溼式清洗台(Wet Bench)15 2.3 無塵室排煙設計16 2.3.1 偵測警報系統16 2.3.2 排煙設計策略18 第三章 火災煙流21 3.1 煙的危害性21 3.2.1 煙霧之毒性21 3.2.2 煙之遮蔽性22 3.2.3 煙霧之高溫23 3.2 煙之流動因素24 3.3 煙之流動理論 28 3.3.1 煙霧之上升速度28 3.3.2 煙霧之沉降時間29 3.4 國內煙控相關法規30 3.4.1 防煙區劃30 3.4.2 排煙系統32 3.4.3 偵測器系統34 第四章 研究方法37 4.1 電腦模擬軟體應用37 4.2 FDS軟體簡介38 4.3 FDS之理論基礎39 4.3.1 守恆方程式(Conservation Equations)39 4.3.2 FDS之燃燒模式41 4.3.3 FDS之熱輻射模式43 第五章 模擬參數設定44 第六章 結果與討論55 6.1 模式1之結果與討論55 6.2 模式2之結果與討論62 6.3 性能式設計69 第七章 結論與建議83 7.1 結論83 7.2 建議84 參考文獻85

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