無塵室分級(Classification of air cleanliness)係根據空氣中的微粒濃度(particle concentration)。在台灣主要參考的分級標準有二:

    • 美國聯邦標準209 (Federal Standard 209, FED 209)

    • 國際標準化組織所發佈的ISO 14644

兩者間一個明顯的不同點在於分級名稱。FED採用0.5 μm微粒濃度限制為其分級名稱,如Class 100、Class 1,000、Class 10,000…等;或(中文)100級、1,000級...等。數字越高代表允許濃度上限越高,潔淨等級越低。而ISO則以數字作區分,如ISO 1、2、3、…、9,數字越小,等級越高。

有一個好消息是美國聯邦標準209已在2001年廢止。並且經過多年更替,ISO標準已成為台灣現行的主流標準,大家不必再從兩個強勢標準中去作選擇。然而因FED的命名法較為直觀(直徑0.5 μm以上微粒在1 cf空氣中的濃度限制),所以今天台灣業界還是習慣使用該命名法來述說無塵室的等級。因此FED標準對於新接觸無塵室領域的人來說,只需知道其名稱所對應的是多少ISO等級就可以了(見表1)。

ISO 14644又依不同的主題分為十個部分。對於無塵室分級的方式則詳細記載在第一部分中。目前ISO 14644所公告的最新版本為2015年版。下表為ISO 14644-1:2015所提供的無塵室分級參照表。須注意上一版(1999年)仍為許多無塵室廠房所依據的標準,並不是說最新版的公告出來後,舊版就立即廢止了。

ISO 14644 Class

如何判定一個無塵室是否達到所規劃的等級呢?

進行「落塵測試」是判別一間無塵室是否符合該規劃等級的標準方法。上表中提供了許多粒徑濃度的參考。然而判別無塵室等級並不需要每一種粒徑都納入分級考量。那些粒徑大小需要考量係依據該廠房所生產的產品而定(生產者應清楚自家產品生產的需求環境)。對此,ISO在粒徑選擇的規範上,僅規範了所選微粒間的大小尺寸需相差1.5倍以上。

舉例來說:

    • 假設今天有一家西藥廠要蓋無塵室廠房。若該藥廠欲申請GMP認證,在PIC/S GMP(EU GMP)規範中明確規範了須考量的粒徑為0.5 μm與5.0 μm。因此就以0.5 μm與5.0 μm的微粒濃度作為無塵室分級的依據。(需注意現行PIC/S所參照之ISO標準為1999年版,非最新之2015年版。)

    • 若是申請的認證是cGMP。通常是中藥廠或醫材廠。按照規範內容,僅需考量0.5 μm即可。化妝品與食品廠若是需要用到無塵室,通常亦是參考cGMP。

    • 也有人是依據產品特性,選擇以0.1 μm、0.3 μm大小的微粒作考量依據。並依循ISO標準確認0.1與0.3相差1.5倍以上,所以這樣的選擇可以接受。通常是在極細小微粒會影響產品良率的情況才會選擇到0.1或0.3 μm,如晶圓廠。

    • 若是不知道自家產品的無塵室環境該選擇那些粒徑。可選擇0.5 μm作為參考粒徑,這也是美國FED 209在命名無塵室時所依據的特徵粒徑。

除了濃度以外,無塵室分級一個很重要的因素就是無塵室進行分級確效時的狀態:完工(As built)、停機(At rest)及運行中(Operational)。因為不同的運行狀態對落塵濃度也會有所影響。

對於這三種狀態ISO給出的定義為:

    • 完工─無塵室及其設施已完工並能運作,但設備、家俱、原料及人員等皆還未進場的狀態。

    • 停機─無塵室及其設施已完工並能運作,且設備已安裝完成並在業主與廠商皆同意的狀態下運轉,但現場皆無操作人員的狀態。

    • 運行中─無塵室設備在規定之作業流程下運轉並有人員操作的狀態。

對於繼開科技這類的工程公司而言,最常進行確效的狀態就是「完工」與「停機」了;而「運行中」的狀態確效一般是由業主自行實施。

無塵室分級標示

總結以上內容,一個清楚、完整的無塵室分級表示方式,應該包含的項目有:

    1. 確效測試所依據的ISO版本:ISO 14644-1:1999或ISO 14644-1:2015。

    2. 微粒濃度ISO等級,表示為:“ISO Class N”; N為1~9。

    3. 確效測試時的操作狀態:「完工」、「停機」或「運行中」。

    4. 所考量的粒徑尺寸(可選單個或數個):@x.x μm。

YANG writes in 2019/1/15