มาตรฐานความสว่างของห้องคลีนรูมคือเท่าไร? ค่า lux ของแต่ละประเทศ วิธีคำนวณและวิธีวัด

มาตรฐานความสว่าง (illuminance) ของห้องคลีนรูมไม่มีตัวเลขเดียวตายตัว: ISO 14644 ไม่ได้กำหนดค่าความสว่าง ในไต้หวันต้องผ่านระเบียบสิ่งอำนวยความสะดวกด้านความปลอดภัยและอาชีวอนามัย มาตรา 313 ก่อน ส่วนงานอิเล็กทรอนิกส์ที่ต้องใช้ความละเอียดให้อ้างอิง 1,500 lux ของ CNS 12112 เพิ่มเติม ข้อกำหนดโรงงานสะอาดของจีนแผ่นดินใหญ่กำหนดแสงสว่างทั่วไปไว้ที่ 200–500 lx ขณะที่ JIS ของญี่ปุ่นและ EN 12464-1 ของยุโรปกำหนดสำหรับงานอิเล็กทรอนิกส์ที่ต้องใช้ความละเอียดไว้ถึง 1,500 lx บทความนี้รวบรวมข้อกำหนดของแต่ละประเทศเป็นตารางเทียบ และอธิบายวิธีคำนวณความสว่าง ความสม่ำเสมอของความสว่าง และการวัดเพื่อตรวจรับ

มาตรฐานความสว่างของห้องคลีนรูมคือเท่าไร: ดูข้อสรุปในตารางเดียว

กฎหมายให้เพียงค่าต่ำสุด ส่วนค่าออกแบบขึ้นกับงานที่ต้องใช้สายตาในกระบวนการผลิต: สิ่งที่ต้องมองยิ่งละเอียด ความสว่างยิ่งต้องสูง lux (lx, ลักซ์) กับ "เมตรแคนเดิล" (metre-candle) ที่กฎหมายไต้หวันใช้เป็นหน่วยเดียวกัน ส่วนฟุตแคนเดิล (fc) ที่มาตรฐานอเมริกันนิยมใช้นั้น 1 fc เท่ากับราว 10.76 lx

มาตรฐานความสว่างของไต้หวัน: กฎหมายความปลอดภัยและอาชีวอนามัย มาตรา 313 และ CNS 12112

สิ่งที่มักเรียกกันว่า "มาตรฐานความสว่างตามกฎหมายความปลอดภัยและอาชีวอนามัย" มีตัวบทอยู่ในระเบียบสิ่งอำนวยความสะดวกด้านความปลอดภัยและอาชีวอนามัยของไต้หวัน มาตรา 313 อนุมาตรา 6: เมื่อแสงธรรมชาติไม่เพียงพอ ให้ใช้แสงประดิษฐ์เสริมจนถึงค่าในตารางด้านล่าง ห้องคลีนรูมส่วนใหญ่ไม่มีหน้าต่างรับแสง จึงเท่ากับต้องใช้ข้อนี้ตลอดเวลา

CNS 12112 "แสงสว่างในสถานที่ทำงานภายในอาคาร" เป็นมาตรฐานแห่งชาติสำหรับงานออกแบบ ค่าที่ให้คือความสว่างคงรักษา (maintained illuminance) ซึ่งหมายถึงค่าที่ความสว่างเฉลี่ยตลอดช่วงการใช้งานต้องไม่ต่ำกว่า พร้อมทั้งกำหนดขีดจำกัดบนของแสงบาดตา UGR และดัชนีความถูกต้องของสี Ra

ตัวเลข "การผลิตชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ 1,500–3,000 lux" ที่พบบ่อยบนอินเทอร์เน็ตมาจากตารางช่วงค่าของฉบับเก่าปี 1987 ฉบับแก้ไขปี 2012 เปลี่ยนเป็นค่าความสว่างคงรักษาค่าเดียวตามตารางด้านบนแล้ว CNS 12112 ยังกำหนดว่าในพื้นที่ที่มีการทำงานต่อเนื่อง ความสว่างคงรักษาไม่ควรต่ำกว่า 200 lux

มาตรฐานความสว่างห้องคลีนรูมของจีนแผ่นดินใหญ่: GB 50073, GB 50472, GB 50034, GB 50457

GB 50073-2013 §9.2.4 และ GB 50457-2019 §11.2.5 ต่างกำหนดให้ความสม่ำเสมอของความสว่างของแสงสว่างทั่วไปไม่ต่ำกว่า 0.7 นอกจากนี้ GB 50073-2013 §9.2.5 ยังกำหนดให้โรงงานสะอาดต้องมีแสงสว่างสำรอง โดยคำอธิบายประกอบข้อกำหนดให้ค่าอ้างอิงว่าพื้นที่ทั่วไปต้องไม่ต่ำกว่า 1/10 ของแสงสว่างปกติ

มาตรฐานแสงสว่างห้องคลีนรูมของญี่ปุ่น ยุโรป และสหรัฐอเมริกา

EN 12464-1 ไม่มีแถว "ห้องคลีนรูม" โดยเฉพาะ ต้องเทียบตามประเภทงาน ฉบับปี 2021 ยังให้ค่าปรับแก้ที่สูงขึ้นหนึ่งระดับสำหรับใช้เมื่อสภาพการมองเห็นไม่ดี เช่น โรงปฏิบัติงานอิเล็กทรอนิกส์เพิ่มจาก 1,500 lx เป็น 2,000 lx

ISO 14644 และ GMP กำหนดค่าความสว่างไว้หรือไม่: ไม่มีตัวเลข

ดังนั้น "เป็นไปตาม ISO 14644" หรือ "เป็นไปตาม GMP" จึงไม่ได้หมายความว่าความสว่างถึงตัวเลขใดตัวเลขหนึ่ง ความสว่างต้องเขียนแยกไว้ในข้อกำหนดความต้องการของผู้ใช้ (URS) และสัญญา การแบ่งระดับ ISO ดูได้ที่ ตารางเทียบระดับห้องคลีนรูม ISO 14644-1

การออกแบบแสงสว่างห้องคลีนรูม: แสงสว่างทั่วไปเสริมด้วยแสงสว่างเฉพาะที่

ค่าความสว่างสูง ๆ หมายถึงที่ระนาบทำงาน ไม่ใช่ทั้งห้อง ระเบียบสิ่งอำนวยความสะดวกด้านความปลอดภัยและอาชีวอนามัยของไต้หวัน มาตรา 313 จัดงานที่ต้องการ 500 เมตรแคนเดิลขึ้นไปทั้งหมดเป็นแสงสว่างเฉพาะที่ และ GB/T 50034-2024 ก็ระบุว่างานละเอียดบางประเภทควรเพิ่มแสงสว่างเฉพาะที่ต่างหาก วิธีที่พบบ่อยคือทำแสงสว่างทั่วไปให้ได้ 300–500 lx แล้วใช้โคมไฟส่องงานเสริมที่สถานีตรวจสอบ จุดจัดแนวชิ้นงาน และจุดทำงานกับกล้องจุลทรรศน์ให้ถึง 1,000–1,500 lx

โคมไฟติดตรงไหนขึ้นกับรูปแบบฝ้าเพดาน เมื่อฝ้าเพดานถูก FFU ปูจนเต็มจะไม่มีช่องว่างให้ฝังโคม โคมไฟทรงหยดน้ำที่แขวนใต้โครงคร่าวระหว่างแผ่นกรองสองแผ่นจึงเป็นวิธีที่พบบ่อยในพื้นที่ประเภทนี้ ความแตกต่างของโคมไฟทรงหยดน้ำทั้งสี่แบบดูได้ที่ โคมไฟทรงหยดน้ำคืออะไร และเปรียบเทียบ 4 แบบที่มีในตลาด

สูตรคำนวณความสว่าง: ใช้วิธีลูเมนคำนวณว่าต้องติดกี่ดวง

สูตรของวิธีลูเมนคือ: จำนวนโคม ＝ ความสว่างเป้าหมาย × พื้นที่ ÷ (ฟลักซ์ส่องสว่างต่อดวง × สัมประสิทธิ์การใช้ประโยชน์ × สัมประสิทธิ์การบำรุงรักษา) สัมประสิทธิ์การใช้ประโยชน์คือสัดส่วนของแสงจากโคมที่ตกถึงระนาบทำงาน ส่วนสัมประสิทธิ์การบำรุงรักษาคือค่าลดทอนที่คิดรวมการเสื่อมของแสงและฝุ่นสะสม ตารางด้านล่างใช้ชุดสมมติฐานสัมประสิทธิ์การใช้ประโยชน์ 0.6 และสัมประสิทธิ์การบำรุงรักษา 0.8 คำนวณฟลักซ์ส่องสว่างรวมและจำนวนดวงที่ต้องใช้ต่อ 100 m²:

สัมประสิทธิ์การบำรุงรักษาไม่ใช่ค่าคงที่: คู่มือของผู้ผลิตโคมไฟอ้างค่าอ้างอิงจาก CIE 97 ว่าสภาพแวดล้อมที่สะอาดมากอย่างห้องคลีนรูมอยู่ที่ราว 0.8 โคมไฟ LED ที่มีค่าการคงฟลักซ์ส่องสว่าง L80 คำนวณได้ราว 0.71 ต้องเป็น L90 จึงจะใกล้ 0.8 EN 12464-1:2021 กำหนดให้ผู้ออกแบบระบุสัมประสิทธิ์การบำรุงรักษาที่ใช้และสมมติฐานไว้ให้ชัด โดยความสว่างเริ่มต้นเท่ากับความสว่างคงรักษาหารด้วยสัมประสิทธิ์การบำรุงรักษา ตารางนี้เป็นเพียงการประมาณขั้นต้น การจัดวางจริงต้องใช้แบบแปลนพื้นและแบบโครงคร่าวฝ้าเพดานรันซอฟต์แวร์ออกแบบแสง

ความสม่ำเสมอของความสว่าง 0.7 หมายความว่าอย่างไร

ความสม่ำเสมอของความสว่างคือความสว่างต่ำสุดบนระนาบทำงานหารด้วยความสว่างเฉลี่ย ค่ายิ่งใกล้ 1 ยิ่งสม่ำเสมอ Uo ของ EN 12464-1 และ U0 ของ GB 50034 ต่างใช้นิยามนี้ ข้อกำหนดโรงงานสะอาดของจีนแผ่นดินใหญ่กำหนดไว้ไม่ต่ำกว่า 0.7 และ EN 12464-1:2021 สำหรับงานอิเล็กทรอนิกส์ที่ต้องใช้ความละเอียดก็อยู่ที่ 0.70 เช่นกัน สาเหตุที่พบบ่อยของความสม่ำเสมอไม่เพียงพอคือระยะห่างระหว่างแถวโคมมากเกินไป หรืออุปกรณ์และชั้นวางบังแสง

การทดสอบและตรวจรับความสว่าง: วัดความสว่างอย่างไร

การทดสอบความสว่างใน IEST-RP-CC006 จัดเป็นการทดสอบรองที่เลือกทำได้ ส่วน ISO 14644-3 ไม่มีรายการนี้ หากต้องการตรวจรับจึงต้องเขียนความสูงที่วัด กริด ความสว่างเป้าหมาย และความสม่ำเสมอไว้ในสัญญาให้ชัด ความสูงที่วัดแต่ละแหล่งเขียนไม่เหมือนกัน (มีทั้ง 760 mm, 0.8 m และ 915 mm) ให้ยึดตามสัญญา

แสงสว่างในโซนแสงเหลือง: ความสว่างไม่มีค่ามาตรฐาน

โซนแสงเหลือง (โซนโฟโตลิโทกราฟี) ต้องกรองความยาวคลื่นสั้นที่จะทำให้โฟโตรีซิสต์ถูกฉายแสงออก ผู้ผลิตโฟโตรีซิสต์แนะนำให้กันความยาวคลื่นต่ำกว่า 500 nm ออกทั้งหมด ไม่พบมาตรฐานใดที่ให้ตัวเลขความสว่างของโซนแสงเหลือง ISO 14644-4:2001 จัดข้อจำกัดด้านความยาวคลื่นของแสงสว่างเป็นรายการที่ผู้ซื้อและผู้ขายต้องตกลงกัน เมื่อใส่ตัวกรองแสงแล้วความสว่างจะลดลง ตอนออกแบบจึงต้องคำนวณด้วยฟลักซ์ส่องสว่างหลังกรองแสง ส่วนการควบคุม AMC ในโซนแสงเหลืองดูได้ที่ การควบคุม AMC ในโซนแสงเหลือง EUV ภาคปฏิบัติ

6 เรื่องที่ควรยืนยันก่อนออกแบบและจัดซื้อ

1. 1ใช้ข้อกำหนดฉบับใด: ค่าต่ำสุดตามกฎหมายไต้หวัน CNS 12112 หรือมาตรฐาน GB, JIS, EN ที่ลูกค้ากำหนด
2. 2ความสว่างคงรักษาเป้าหมายและความสม่ำเสมอของแต่ละพื้นที่ และคิดเฉพาะแสงสว่างทั่วไปหรือรวมแสงสว่างเฉพาะที่ด้วย
3. 3สัมประสิทธิ์การใช้ประโยชน์และสัมประสิทธิ์การบำรุงรักษาที่ใช้คำนวณ และค่าการคงฟลักซ์ส่องสว่างของโคมเป็น L80 หรือ L90
4. 4มีข้อจำกัดด้านความยาวคลื่น (โซนแสงเหลือง) และข้อกำหนดด้านความถูกต้องของสีหรือไม่ JIS Z 9110 กำหนด Ra 90 ขึ้นไปสำหรับงานที่สีมีความสำคัญ
5. 5ความสูงที่วัด กริด และวิธีตัดสินในการตรวจรับเขียนไว้ในสัญญาแล้วหรือไม่
6. 6ใครเป็นผู้ออกแบบแสงสว่างสำรองและแสงสว่างเพื่อการอพยพ

วิธีเลือกอุปกรณ์อื่น ๆ บนฝ้าเพดานห้องคลีนรูมดูได้ที่ ซีรีส์อุปกรณ์ห้องคลีนรูม และ คู่มือเลือก FFU

คำถามที่พบบ่อย

Q：มาตรฐานความสว่างของห้องคลีนรูมคือกี่ lux

ไม่มีตัวเลขเดียวตายตัว ค่าต่ำสุดตามกฎหมายอยู่ในระเบียบสิ่งอำนวยความสะดวกด้านความปลอดภัยและอาชีวอนามัยของไต้หวัน มาตรา 313 (งานประกอบความแม่นยำสูงและงานตรวจสอบละเอียด 500–1,000 lux ขึ้นไป) ส่วน CNS 12112 กำหนดความสว่างคงรักษาของห้องปฏิบัติงานอิเล็กทรอนิกส์และห้องทดสอบไว้ที่ 1,500 lux ขณะที่ GB 50073-2013 ของจีนแผ่นดินใหญ่กำหนดห้องผลิตในห้องคลีนรูมไว้ที่ 200–500 lx ค่าออกแบบจริงขึ้นกับงานที่ต้องใช้สายตาในกระบวนการผลิต

Q：กฎหมายความปลอดภัยและอาชีวอนามัยของไต้หวันกำหนดมาตรฐานความสว่างของโรงงานไว้เท่าไร

ระเบียบสิ่งอำนวยความสะดวกด้านความปลอดภัยและอาชีวอนามัยของไต้หวัน มาตรา 313 แบ่งระดับตามความละเอียดของงาน: ทางเดินและคลังสินค้า 50, ห้องเครื่องจักรและห้องเปลี่ยนเสื้อผ้า 100, การประกอบชิ้นส่วนและการตรวจสอบทั่วไป 200, การทดสอบความแม่นยำสูงและสำนักงานทั่วไป 300, งานประกอบความแม่นยำสูงและงานตรวจสอบละเอียด 500–1,000, การประกอบและตรวจสอบเครื่องมือที่ละเอียดอย่างยิ่ง 1,000 เมตรแคนเดิลขึ้นไป เมตรแคนเดิลก็คือ lux

Q：ISO 14644 กำหนดความสว่างของห้องคลีนรูมไว้หรือไม่

ไม่ได้กำหนด ISO 14644-4:2001 ภาคผนวก F กำหนดเพียงว่าต้องระบุความสว่างและความสม่ำเสมอของแต่ละพื้นที่ และรายการทดสอบของ ISO 14644-3 ก็ไม่รวมความสว่าง ความสว่างต้องเขียนไว้ในข้อกำหนดความต้องการของผู้ใช้และสัญญา

Q：ห้องคลีนรูมของโรงงานยา GMP ต้องมีความสว่างเท่าไร

21 CFR 211.44 ของสหรัฐอเมริกา EU GMP และ WHO GMP ต่างกำหนดเพียงว่าแสงสว่างต้องเพียงพอหรือเหมาะสม ไม่มีค่า lux ค่าออกแบบที่อ้างอิงได้คือห้องทำงานหลัก 300 lx ของ GB 50457-2019 และการผลิตยา 500 lx ของ EN 12464-1:2021 ข้อกำหนดด้านแผ่นกรองของห้องคลีนรูม GMP ดูได้ที่ เจาะลึกข้อกำหนด HEPA ของโรงงานยา GMP

Q：การวัดความสว่างต้องวัดที่ความสูงเท่าไร

วัดที่ระดับระนาบทำงาน หากไม่ได้ระบุ JIS C 7612 ใช้ 80 ± 5 cm จากพื้น ส่วนแม่แบบข้อกำหนดของ NEBB เขียนไว้ที่ 915 mm ให้ยึดตามที่เขียนในสัญญา

Q：ฝ้าเพดานที่ปู FFU เต็ม โคมไฟทรงหยดน้ำทำได้ถึง 1,500 lux หรือไม่

อาศัยแสงสว่างทั่วไปอย่างเดียวทำได้ยาก เมื่อประมาณด้วยหลอดเดี่ยว 2,100 lm สัมประสิทธิ์การใช้ประโยชน์ 0.6 และสัมประสิทธิ์การบำรุงรักษา 0.8 การแขวนหลอดเดี่ยวหนึ่งแถวตามแนวโครงคร่าว 1200 mm แต่ละเส้นจะได้ราว 700 lx หากต้องการสูงกว่านี้ให้ใช้รุ่นสองหลอด เพิ่มจำนวนแถวให้ถี่ขึ้น หรือเพิ่มแสงสว่างเฉพาะที่ที่จุดทำงาน