Wat is een ULPA-filter? Hoe het verschilt van HEPA en waar iedereen thuishoort

Een HEPA-filter onder EN 1822 verwijst doorgaans naar H13 of H14. Een ULPA-filter verwijst naar U15, U16 of U17. De sprong van H14 naar U15 lijkt op papier klein, maar in termen van penetratie is het een grote stap. H14 maakt een maximale totale penetratie van 0,005% mogelijk, terwijl U15 dit terugbrengt tot 0,0005%. Dat is een 10x reductie van de toegestane penetratie.

Dat is het eerste dat kopers moeten onthouden:

•H14=HEPA

•U15-U17=ULPA

•De testbasis is MPPS, niet zomaar een simpele marketingverklaring van 0,3 μm

Een hoger rendement betekent meestal een strakkere verontreinigingscontrole, maar ook een grotere systeemgevoeligheid voor het luchtstroomontwerp en de drukval

EN 1822 efficiëntieklassen

Volgens EN 1822 zijn de algemeen genoemde hoog-efficiëntieklassen:

•H13: Groter dan of gelijk aan 99,95% algehele efficiëntie

•H14: Groter dan of gelijk aan 99,995% algehele efficiëntie

•U15: Groter dan of gelijk aan 99,9995% algehele efficiëntie

•U16: Groter dan of gelijk aan 99,99995% algehele efficiëntie

•U17: Groter dan of gelijk aan 99,999995% algehele efficiëntie

In dezelfde klassentabel zijn ook lokale efficiëntie-/penetratielimieten opgenomen, die van belang zijn wanneer lekscannen deel uitmaakt van de acceptatievereiste.

Dit is waar de verwarring begint.

Op de markt beschrijven veel ULPA-datasheets de prestaties nog steeds als 99,9995% bij 0,12 μm. AAF-productliteratuur doet dit rechtstreeks voor ULPA-modules en boxfilters. Deze formulering is nog steeds gebruikelijk en bekend bij veel ingenieurs. Maar de formele classificatielogica onder EN 1822 / ISO 29463 is gebaseerd op MPPS-testen. Dat betekent dat de veiligste manier om producten te vergelijken is:

•Controleer eerst de klasse: H14, U15, U16, U17

•Bevestig de testnorm: EN 1822 / ISO 29463

•Bekijk vervolgens hoe de leverancier het gemeten rendement in de datasheet vermeldt

Wat de U15-sprong werkelijk betekent

Onze monteurs zien kopers vaak trakterenU15als "net iets beter dan H14." Het is beter dan dat. De toegestane totale penetratie daalt met één decimaal. In cleanroom-termen is dat van belang als het proces al op het niveau van de defecten wordt bestreden, en niet alleen op het niveau van het kamer-comfort.

Gezondheidszorg en operatiekamers: het doel is infectiebeheersing, niet de opbrengst aan wafels

Bij het ontwerp van de gezondheidszorg gaat het vooral om het beheersen van infectierisico's via de lucht, de besmetting van de operatieplaats-, de drukverhoudingen en de schone luchtstroom over de kritieke zone. De gezondheidszorgrichtlijnen van ASHRAE stellen datHEPA-filters zijn volgens Standaard 170 alleen vereist voor beschermende- ruimten, niet in elke gezondheidszorgruimte. Voor operatiekamers ligt de nadruk op de toevoerdiffusorreeks, het luchtstroompatroon en de drukregeling in de kamer. Daarom gaan discussies in de gezondheidszorg meestal overHEPA, niet ULPA.

Er zijn gezondheidszorgproducten die optionele ULPA-prestaties bieden. Camfil's literatuur over operatie-theaterventilatie vermeldt voor sommige systemen optionele ULPA-filters. Maar dat verandert niets aan de bredere regel:de standaardbenchmark in de gezondheidszorg is HEPA--filtratie, terwijl ULPA een speciaal geval is en niet het standaardantwoord.

Halfgeleidercleanrooms zijn anders. De halfgeleiderrichtlijnen van Camfil beschrijven fabrieken die zich richten op deeltjesniveaus van ISO-klasse 1, samen met strikte controle op moleculaire verontreiniging in de lucht (AMC). Het benadrukt ook het gebruik van HEPA- en ULPA-filters in toepassingen zoals lithografie, etsen, diffusie, metallisatie, ionenimplantatie, inspectietools en opslag van reticles of wafers. MANN+HUMMEL beschrijft ook FFU-systemen voor cleanrooms met behulp van H14 tot U17-elementen.

Dat is de reden waarom kopers van halfgeleiders vaak overstappen van HEPA naar ULPA:

•kritische deeltjesgroottes zijn kleiner

•opbrengstverlies houdt rechtstreeks verband met vervuiling op nanoschaal

•gereedschappen en mini-omgevingen hebben vaak een strengere controle nodig dan de omringende fabrieken

•moleculaire besmetting in de lucht is naast deeltjes van belang

Eenvoudige regel:
•Als de kamer de workflow van patiënten en personeel beschermt, is HEPA meestal het referentiepunt.
•Als de kamer een wafer, masker, dradenkruis of geavanceerd procesinstrument beschermt, komt ULPA veel vaker voor

Nee. Niet automatisch.

Een beter filter op papier is niet altijd de betere technische keuze in het veld.

Kopers moeten ook vergelijken:

•Initiële weerstand

•toegestane uiteindelijke drukval

•ventilatorcapaciteit en energiekosten

•uniformiteit van de luchtstroom

•vereisten voor afdichting en scan-test

•uitgassend gedrag

•toepassingsrisico als het filter sneller verstopt raakt of een herontwerp van het luchtsysteem dwingt

Onze ingenieurs zien vaak dat ULPA specificeert waar H14 zou hebben voldaan aan de werkelijke procesvereisten met een lagere systeemweerstand en lagere bedrijfskosten. De tegenovergestelde fout gebeurt ook: HEPA wordt gekopieerd naar een offerteaanvraag voor halfgeleiders of micro-elektronica, simpelweg omdat dit de meer bekende term is. Geen van beide snelkoppelingen is een goede inkooppraktijk.

Dit punt wordt voortdurend over het hoofd gezien.

In halfgeleider- en micro-elektronica-omgevingen bestaat het probleem niet alleen uit deeltjes. Het is ook moleculaire afgifte door het filter zelf. Camfil zegt dat zijn assortiment halfgeleidervoorfilters is ontworpen om HEPA-filters te beschermen zonder boor vrij te geven, en dat zijn HEPA/ULPA-producten voor gebruik in halfgeleiders zijn ontworpen voor zeer lage ontgassing. AAF maakt hetzelfde punt vanuit de kant van de micro-elektronica en stelt dat boor-vrije en chemisch inerte filtermedia de gasvorming- beperken die de micro-elektronica kan beschadigen. Hollingsworth & Vose beschrijft zijn microglasmedia met een laag-boorgehalte ook als ontworpen voor cleanrooms in halfgeleiderfabrieken.

Bij de productie van halfgeleiders is sporenverontreiniging niet theoretisch. Moleculaire verontreiniging in de lucht en chemische residuen kunnen waferoppervlakken, optica en procesinstrumenten aantasten. Camfil merkt expliciet op dat ongewenste reacties waarbij zuren, basen, organische stoffen, vuurvaste materialen endoteermiddelenkan defecten veroorzaken en de efficiëntie van apparatuur verminderen. Borium is een doteerelement bij de verwerking van halfgeleiders, dus het ongecontroleerd vrijkomen van boor uit materialen in het luchtpad is precies iets wat fabrikanten proberen te vermijden.

Daarom vragen kopers in elektronica vaak om:

•laag-boormedia

•lage-ontgassinglijmen en componenten

•ULPA of hoogwaardige-HEPA/ULPA-modules die speciaal zijn gebouwd voor micro-elektronica

•cleanroomfilters afgestemd op omgevingen met lithografie, etsen, dunne film of inspectietools

Dit is belangrijk. Filtermedia met een laag-boorgehalte zijn niet in elke cleanroom nodig.

Het wordt belangrijk wanneer:

het proces is halfgeleider of micro-elektronica

de koper beheert AMC en materiaaluitgassing

de fabriek of gereedschapmaker heeft strenge specificaties op het gebied van chemische zuiverheid

de kosten van sporenverontreiniging zijn extreem hoog

Voor veel farmaceutische, ziekenhuis- of standaard industriële cleanrooms komt deze vereiste mogelijk nooit voor in de offerteaanvraag.

1. HEPA bij 0,3 μm vergelijken met ULPA bij 0,12 μm zonder de norm te controleren

Dat is een vergelijking van appels-met-peren, tenzij u de aangegeven testbasis en klasse bevestigt. De EN 1822 / ISO 29463-classificatie is opgebouwd rond MPPS.

2. ULPA specificeren omdat het "veiliger klinkt"

Een hogere efficiëntie is geen gratis upgrade als het systeem de drukval niet kan opvangen of als het proces dit niet nodig heeft.

3. Negeren van ontgassing en chemische zuiverheid in elektronica

Bij halfgeleidertoepassingen zijn de eigen materialen van het filter van belang. Een constructie met een laag-boorgehalte en een lage-ontgassing kan net zo belangrijk zijn als de efficiëntieklasse.

4. Schrijven van "ULPA-filter" in de offerteaanvraag zonder klasse

Een serieuze offerteaanvraag zou moeten zeggenU15, U16 of U17, plus de teststandaard en -grootte.