99.95 % 跟 99.995 % 聽起來只差 0.045 %。但 —— 穿透濾網的粒子數差 10 倍

「多一個 9」就是貴一個數量級

依照 EN 1822 / ISO 29463 國際標準,高效濾網分成五個等級:

圖表 1:HEPA / ULPA 效率階梯(EN 1822 / ISO 29463)

每上升一階,「穿透數」降一個數量級 — 效率差 10 倍

等級效率(@MPPS)每百萬顆穿透數
H1399.95 %
≤ 500 顆 / 百萬
H1499.995 %
≤ 50 顆 / 百萬
U1599.9995 %
≤ 5 顆 / 百萬
U1699.99995 %
≤ 0.5 顆 / 百萬
U1799.999995 %
≤ 0.05 顆 / 百萬

效率 % 依 EN 1822 / ISO 29463 於 MPPS(最具穿透性粒徑,約 0.1–0.3 μm)量測。「穿透」= 每 100 萬顆挑戰粒子中通過濾網的顆數。

每上升一階,「穿透率」降一個數量級。換句話說:

  • H13(≥99.95 %)— 每 100 萬顆挑戰粒子最多穿透 500 顆
  • H14(≥99.995 %)— 最多 50 顆
  • U15(≥99.9995 %)— 最多 5 顆
  • U16(≥99.99995 %)— 最多 0.5 顆
  • U17(≥99.999995 %)— 最多 0.05 顆

效率從 H13 到 U17 差了 1 萬倍。這就是「多一個 9」真正的意義。

MPPS:濾網最弱的那一點

你可能以為濾網對越小的粒子越難擋。錯。

濾網捕捉靠三種機制混合運作:慣性撞擊(大粒子)、攔截(中粒子)、布朗擴散(小粒子)。在中間的 0.1–0.3 μm 區間,三種機制都不是最強 —— 這就是 MPPS(Most Penetrating Particle Size,最具穿透性粒徑)

EN 1822 / ISO 29463 所有效率標示都以 MPPS 量測。不是在隨便的粒徑測、挑一個好看的數字寫上去 —— 是在濾網最弱的那一點測。

「H14 ≥99.995%」真正的意思是: 即使是最難擋的那種粒子,也只能讓 50 ppm 溜過去。

多花 27% 的壓損,買到什麼?

同樣尺寸(佰聖科技 610 × 610 × 292 mm)、同樣風量(1,000 CMH):

圖表 2:H14 HEPA vs U15 ULPA 初始壓損比較

佰聖科技 610 × 610 × 292 mm 濾網,額定風量 1,000 CMH 實測值

0100200300初始壓損 (Pa)H14 HEPA220 PaU15 ULPA280 Pa+60 Pa (+27 %)

壓損每高 60 Pa,風機功率約需多 10–15%;一支 FFU 一年多耗 200–400 kWh。過度升級 ULPA 不只增加採購成本,運維電費也會明顯增加。

U15 比 H14 高 60 Pa —— 壓損大約增加 27 %

這 60 Pa 不是白給的。它代表:

  • 風機要多 10–15 % 的功率才推得動空氣
  • 一支 FFU 一年多耗 200–400 kWh(視運轉時數而定)
  • 1,000 支 FFU 的晶圓廠,一年電費多燒數十萬
每多一個 9,壓損和能耗都會上去。該花的花,不該花的別花

該選 HEPA 還是 ULPA?看你的 ISO Class

選 HEPA / ULPA 不是看「越高越好」—— 而是回到 ISO 14644-1 對潔淨度的要求:

圖表 3:ISO Class 與濾網等級對照

依 ISO 14644-1 潔淨度等級,對應建議的濾網等級與氣流型態

ISO Class建議濾網典型應用氣流
Class 3 (↓)U15 / U16 ULPA先進半導體微影、EUV 光學區層流
Class 4–5H14 HEPA一般半導體、OLED、無菌製劑層流
Class 6–7H13 HEPA電子組裝、光學檢測、製藥 C/D紊流可
Class 8–9中/高效濾網食品包裝、手術室周邊、一般無塵紊流可

此為一般工程建議;實際選型須考量應用製程、粒徑控制目標、落塵限值與驗收狀態。ISO Class 1–2 已超出本表範圍,屬極端應用。

幾個直接的對照:

  • 先進半導體微影 / EUV(ISO Class 3 以下)—— 必須用 U15 或 U16 ULPA
  • 一般半導體、OLED、無菌製劑(ISO Class 4–5)—— H14 HEPA 就夠
  • 電子組裝、光學檢測、醫藥 C/D 級(ISO Class 6–7)—— H13 HEPA 足矣
  • 食品包裝、手術室周邊(ISO Class 8–9)—— 中/高效濾網即可

在 ISO Class 5 的無菌充填區硬上 U16,除了燒錢,沒有任何工程意義。反過來,在 EUV 光學區省錢用 H14,一片光罩就可能幾百萬報廢

三個實務選型陷阱

陷阱 1:盲目追求最高等級

過度規格會同時推高初期採購成本長期運維費用(更高壓損 = 更多電費)。先確認 ISO Class,再選濾網,不要反過來。

陷阱 2:只看平均效率,不看逐台 Scan Test

「整支濾網平均效率達到 H14」不代表局部沒有針孔洩漏。EN 1822-4 規定 H14 / U15 以上濾網必須做逐台掃瞄測試(Scan Test)—— 用移動式探頭掃過整片濾網,確認任何一點的局部穿透率都不超標。

進貨時一定要求原廠提供該支濾網的 Scan Test 報告。 沒有 Scan Test 就只是一張平均效率證書,局部洩漏它抓不出來。

陷阱 3:忘記設定「終壓損」= 換濾網的時機

濾網不會永遠維持初壓損。隨著粉塵累積,壓損會持續上升。工程實務建議:把終壓損設定為初壓損的 2–2.5 倍作為更換時機。

以 H14 HEPA 為例:初壓損 220 Pa → 終壓損訂 440–550 Pa。到了就換,別讓風機拖著高壓損跑,電費和壽命都會付代價。


結論:濾網不是越高級越好,是「剛好」最好

選 HEPA / ULPA,真正該問的不是「哪個最厲害」,而是:

  1. 1我的 ISO Class 要求多少?
  2. 2MPPS 的效率實際驗證過嗎?(要 Scan Test)
  3. 3壓損能耗和我的風機曲線匹配嗎?
  4. 4終壓損什麼時候到?要準備幾次更換預算?

選對等級比選貴的重要。