高科技廠房建築防火及消防安全法規及規範介紹 陳俊勳 教授 交通大學機械工程學系 中華民國九十二年四月二十六日

何謂高科技廠房？

科學工業園區科技產業分類 電腦及周邊設備 積體電路產業 通訊產業 光電產業 精密機械產業 生物技術產業 1. 個人電腦 2. 主機板 3. 影像及影訊卡 4. 磁碟機、光碟機 5. 精密電子接頭、連接器 6. 網路系統 7. 影像掃描機、影像處理系統 1. IC卡讀寫設備及應用系統 2. 電腦及應用軟體 3. 矽晶圓製造 4. 積體電路晶圓製造 5. 積體電路晶圓設計 6. 積體電路測試、遇燒 7. 積體電路導線架及精密模具 8. 電路光罩製作 9. 半導體製成設備 1. 通訊終端機、交換機及數據機 2. 光纖、光纜及組件 3. 衛星通訊系統 1. 發光、減光、雷射二極體 2. 雷射光學原件 3. 太陽能電池原件 4. 液晶顯示器 5. 高解析度彩色顯示管 1. 可充電式電池 2. 超高壓水力幫浦 3. 光碟片 4. 電腦數位控制、工作母機 5. 自動機械手臂 6. 自動倉儲物流 1. 肝炎、癌症診斷試劑 2. 血清、疫苗醫療診斷用生化試劑 3. 骨科用人工值入物

高科技廠可能會發生的災害類型 一.火災 二.爆炸─可燃性氣體或壓縮性氣體 三.有毒氣體外洩 四.化學品洩漏 五.天然災害─水災、颱風、地震等 六.人為破壞─縱火、居民圍廠 七.公用系統失效─停電、停水、停蒸汽、停壓縮空氣、停氣、停供料等 八.運輸事故─槽車、火車事故等 九.鄰廠事故─災害蔓延到工廠內

探討對象 半導體 光電

矽晶圓製造

LED廠特殊氣體供應系統流程 氣瓶櫃 VMB 機台 Local Scrubber Central Scrubber 排放大氣 PH3、AsH3、SiH4鋼瓶 手推車 管路 H2槽車 H2 Bundle

LED廠液體化學品供應系統流程 化學品庫房 化學品暫存櫃(潔淨室) 機台/化學清洗台 廢液收集桶 廢液儲存房 液體化學物品(桶裝/瓶裝) 堆高機 手推車 管線/人工倒入 人工倒入 清運商清運

全球半導體業之災害損失(1985-1994) 60000 58020 65 65 55 估計損失金額(單元：1000美元) 損失件數 50000 45 40000 36 37 35 31618 25 損失金額 30000 20 17 14 15 件數 11 12 10 11 20000 6 5 3 4 5 1 2 2 2 13505 13021 -5 8978 10000 6917 4204 4030 3492 -15 2272 1624 1269 1237 1047 879 294 82 49 -25 液 火 電 撞 公 雜 灑 水 風 爆 搶 倒 爆 土 壓 機 運 閃 體 災 力 擊 用 項 水 損 災 炸 劫 塌 動 壤 力 械 輸 電 洩 中 系 系 / / 滑 容 毀 漏 斷 統 統 偷 戰 動 器 損 中 漏 竊 爭 毀 斷 水 事件種類 損

日本半導體廠事故 (JSIA統計1988~1998年)

日本半導體廠事故 (JSIA統計1988~1998年)

美國半導體廠事故 (FM統計1977~1997年)

半導體與光電機台相對危害等級排序統計圖

園區重大火災之可能原因 華邦 天下 聯瑞 清淨室蝕刻區 有機溶劑 燃燒 蔓延 火災 化學供應房 真空幫浦區 排氣設施 不明氣體引燃 火災/煙害/ 酸害腐蝕 清淨室 機台起火 煙害/酸害腐蝕 火苗/濃煙 華邦 悶燒 承攬商施工不當/矽甲烷外洩燃燒

LED磊晶製程之工安事故種類及分佈(2000.1~2001.07)

LED晶粒製程之工安事故種類及分佈(2000.1~2001.07)

LCD廠之職業災害種類及分佈(2001.01~2001.7)

密閉空間火災歷程圖

潔淨室防災弱點 密閉構造 循環空氣 製程複雜性 24小時作業 對水、煙敏感之高單價製程設備

防火安全設計 防止起火 (Fire Prevention) 火災對策 (Management of Fire) 早期預警及滅火 (Early Detection and Suppression) 防止火災擴大及延燒 (Fire Protection) 逃生避難 (Evacuation)

目前高科技廠房防火安全設計之參考資料 台灣有關之建築法規及消防法規 NFPA 318：Standard for the Fire Protection of Cleanrooms. FM：Loss Prevention Data. UBC,UFC：Uniform Building Code, Uniform Fire Code. SEMI：Safety GuideLine for Fire Protection of Semiconductor Manufacturing Equipment .

高科技廠的建築類別 台灣消防法規：丁類場所(高度危險)見講義 UBC:H-6 Group H-Hazardous Division 6 – Semiconductor Fabrication with using HPM(Hazardous Production Materials) Multilevel FAB Concept (無樓層區劃限制) UFC:Article 51 (Semiconductor Fabrication Facilities using HPM)

防火、防煙區劃要求 我國：依面積 UBC:依HPM儲存量

材料等級要求 我國有內裝材之限制 SEMI及FM對製程機台材質有要求 (Wet Bench)

高科技廠消防設計(國外) 全廠(含無塵室)須裝撒水系統(速動型) 排煙風管穿越不同防煙區劃時應裝置排煙閘門，除以手動開關裝置或偵煙式探測器連動開啟外，平時應保持關閉狀態。 不同分類之製程排氣系統其風管／風扇系統是必須分離且其材質選用必須與氣體相容，否則使用不銹鋼管 大於(含)10吋可燃性材質風管內應裝置自動灑水器。 排氣系統應至少有一台用排風機並連接緊急備用電源。 未要求排煙設備，除非保險公司要求

我國要求之消防設計 無塵室不一定要裝撒水系統 須裝排煙設備(無開口樓層)

SEMI Safety Guidelines S1-90 Visual Hazard Alerts S2-93A Semiconductor Manufacturing Equipment S3-91 Heated Chemical Baths S4-92 Segregation/Separation of Gas Cylinders S5-93 Flow Limiting Devices S6-93 Ventilation S7-96 Third Party EH&S Equipment Evaluation S8-0999 Ergonomics/Human Factors Engineering S9-95 Electrical Test Method S10-96 Risk Assessment S11-96 Mini-Environment S12-98 Equipment Decontamination S13-98 Equipment Maintenance Manuals

SEMI-S2安全理念 目前幾乎 只有設計階段 該準則期能消除可預見的，在操作及維護設備時潛在的安全與衛生危害，所有工業標準、建築、電氣、消防等法規，以及國家的一些法令要求，在設備研發過程中均應列入考慮 被查出危害即使無法清除，設備在發生元件失效或操作失誤時，亦不使操作人員、設備或社區直接暴露於危害中而造成傷害、死亡或造成設備損失。設備必須有「失效也安全」(Fail-Safe)或容錯(Fault-Tolerant)之設計

材質報告 19.消防 FIRE PROTECTION 19.1在製程設備的構造上，可燃及發煙物質之使用應有所限制，不容許任何易燃或可燃物質與潛在的點火源(如電氣組件或加熱表面)接觸。 19.2物質可燃性測試報告應可隨時索取，使用低於UL 94V-0等級之易燃塑膠，其範圍應低於總儀器表面積20% ，並防止與點火源表面接觸。(參考ASTM E-84，ASTM D-2863，ASTM D-648或其他可燃性塑膠的技術資料)。 19.2.1電路板應合乎UL 94V-1之規定及分類。 19.3設備箱體積大於1.4立方公尺(M3)(50立方英呎)?應評估使用火災偵測系統，所有火災偵測系統應經國家認可之測試實驗室認證，供應商應考慮使用火災抑制系統。 19.3.1火災偵測系統應能與使用者廠務警報系統相接。 19.3與NFPA 318 & FM茅盾 NFPA 318 2-1.2.8.1 在可燃性機檯之水平表面因阻隔於天花板上灑水頭因此自動灑水保護設施應該裝置在機檯之水平表面。例外：紅外線或紫外線/紅外線偵測器聯動自動氣體火災抑制局部表面應用系統應可允許為灑水頭之另一種選擇。 FM 7-7使用可燃性化學品或加熱元件於可燃性材質之濕式清洗檯時應設置細水霧系統(FWS)或氣體滅火系統，其設計理論(數量位置)如FM 7-72.2.7所述．

19.消防 FIRE PROTECTION

消防法第十三條 消防防護計畫 一.自衛消防編組 二.防火避難設施之自行檢查 三.消防安全設備之維護管理 四.火災及其他災害發生時之滅火行動、通報連絡及避難引導等 五.滅火、通報及避難訓練之實施 六.防災應變之教育訓練 七.用火、用電之監督管理 八.防止縱火措施 九.場所之位置圖、逃生避難圖及平面圖 十.其他防災應變上之必要事項

滅火處理應變器材 一.消防水源：調查廠內消防水源是否為獨立水源，而非與公用系統相連接使用，尤其需統計消防水池之最大設計及平日蓄水量，如此才能評估出真正能支援應變滅火的時間 二.動力消防泵浦：調查廠內消防泵浦出水量、出水壓力、泵浦數、備用泵浦數量及使用規格 三.壓力消防管線系統：調查是否為獨立管線且成環路狀配管 四.消防栓：調查統計其室內及室外型數量、出水量、操作壓力、水帶箱、水帶數等

滅火處理應變器材 五.高壓水噴槍：統計各噴出水量、出水壓力及數量 六.自動撒水、水霧及自動滅火系統：調查廠內所有自動撒水、水霧及自動滅火系統佈置及其數量 七.緊急送水口：調查原設計送水口及現況口徑大小 八.消防車：統計廠內外消防車類別、容量、功能等 九.滅火器：統計乾粉、二氧化碳等輪架式或手提式滅火器數量及其種類 十.泡沫系統：調查其容量、泡沫功效、使用時間等 十一.消防衣：調查其數量及放置位置

煙控〈或防排煙〉系統 偵煙系統(Smoke Detection System) 防排煙閘門(Smoke Damper) 撒水系統(Sprinkler) 防煙區劃 緊急運轉之空調排煙

一般狀態〈煙控系統〉

偵煙器作動連動排煙閘門啟動

參考資料 新竹科學園區重大火災預防措施之評估 (新竹科學工業園區管理區) 園區半導體建築防火及消防設施安全基準 (新竹科學工業園區管理區) 半導體廠及光電廠化學品供應系統安全基準建立 (新竹科學工業園區管理區) 特殊材料氣體災害防止安全基準草案 (勞工安全衛生研究所) 科學園區廠務安全基準及查核建立計畫 (新竹科學工業園區管理區)

敬請指教