ในแคตตาล็อกเขียนว่า「HEPA H13 ประสิทธิภาพ 99.95%」—— แต่ตัวเลขนี้วัดออกมาได้อย่างไร วัดด้วยขนาดอนุภาคเท่าไร และ「ทั้งแผ่น」มี 99.95% หรือ「เฉลี่ย」99.95% เข้าใจ EN 1822 แล้วคำถามเหล่านี้ก็มีคำตอบ
EN 1822 มาจากไหน
EN 1822 คือมาตรฐานการจัดระดับและทดสอบแผ่นกรองอากาศประสิทธิภาพสูงที่คณะกรรมการมาตรฐานยุโรป (CEN) กำหนดขึ้น ชื่อเต็มว่า「High efficiency air filters — EPA, HEPA and ULPA」ขอบเขตที่มันดูแลคือแผ่นกรองที่มีประสิทธิภาพ ≥ 95% นั่นคือระดับที่สูงกว่างานปรับอากาศสำนักงานทั่วไปจะได้ใช้
ก่อนจะมี EN 1822 แต่ละประเทศต่างคนต่างทำ：สหรัฐฯ ใช้ MIL-STD-282 (วิธี DOP) ญี่ปุ่นใช้ JIS B 9927 และเยอรมนีใช้ DIN 24184 สิ่งที่ EN 1822 ทำคือรวมเศษเสี้ยวเหล่านี้เป็นตรรกะชุดเดียว แล้วต่อมาก็ถูก ISO 29463 รับไปเป็นฉบับสากล
สำหรับผู้ผลิตแผ่นกรองและฝ่ายจัดซื้อ ระดับตาม EN 1822 ก็คือภาษากลาง——ไม่ว่าคุณจะเป็นโรงงานไต้หวันที่ส่งของไปเยอรมนี หรือโรงงานญี่ปุ่นที่ส่งของไป Fab ในสหรัฐฯ H13 ก็คือ H13 วิธีทดสอบและเกณฑ์ตัดสินตรงกัน
ความต่างของสามกลุ่มใหญ่ EPA / HEPA / ULPA
EN 1822 แบ่งแผ่นกรองประสิทธิภาพสูงเป็นสามกลุ่มใหญ่：
| กลุ่มใหญ่ | ช่วงระดับ | แปลเป็นภาษาชาวบ้าน |
|---|---|---|
| EPA (Efficient Particulate Air) | E10 – E12 | 「ประสิทธิภาพสูง」แต่ยังไม่ถึงเกณฑ์ HEPA |
| HEPA (High Efficiency Particulate Air) | H13 – H14 | 「แผ่นกรองอากาศประสิทธิภาพสูง」ของจริง |
| ULPA (Ultra Low Penetration Air) | U15 – U17 | 「ทะลุผ่านต่ำมาก」ระดับเซมิคอนดักเตอร์ |
เกณฑ์ประสิทธิภาพของแต่ละระดับนิยามด้วยสองตัวชี้วัดคือ「ประสิทธิภาพรวม」และ「ประสิทธิภาพเฉพาะจุด」：
EN 1822 Complete Classification
EPA → HEPA → ULPA — 10 grades from E10 to U17; higher number = higher efficiency but also higher ΔP and cost
| Class | Type | Overall eff. ≥ | Local eff. ≥ | Typical application |
|---|---|---|---|---|
| E10 | EPA | 85% | — | General ventilation, AHU pre-filter |
| E11 | EPA | 95% | — | Medium stage, electronics secondary |
| E12 | EPA | 99.5% | — | Hospital general areas, pharma pre-stage |
| H13 | HEPA | 99.95% | — | Cleanroom ISO 7–8, surgical suites |
| H14 | HEPA | 99.995% | ≥ 99.975% | Semiconductor front-end, ISO 5, BSL-3 labs |
| U15 | ULPA | 99.9995% | ≥ 99.9975% | Advanced EUV process, ISO 3–4 |
| U16 | ULPA | 99.99995% | ≥ 99.99975% | Extreme clean environments, quantum labs |
| U17 | ULPA | 99.999995% | ≥ 99.9999% | Theoretical limit grade, special research |
Testing is based on MPPS (Most Penetrating Particle Size, ~0.12–0.25 μm) — the hardest particle size for any filter media to capture. "Overall" efficiency is the whole-filter average; "Local" efficiency is the worst single point found during scan testing. H13 and below require overall efficiency only; H14 and above also require local efficiency, ensuring no single point leaks.
ประเด็นสำคัญมีดังนี้：
- ▸E10 ถึง E12 วัดแค่ประสิทธิภาพรวม ไม่วัดเฉพาะจุด (จึงไม่ต้องทำการสแกน)
- ▸ตั้งแต่ H13 ต้องวัดประสิทธิภาพเฉพาะจุด——หมายความว่าไม่ใช่แค่「ค่าเฉลี่ยทั้งแผ่น」ต้องถึงเกณฑ์ แต่จุดที่อ่อนที่สุดจุดเล็ก ๆ นั้นก็แย่เกินไปไม่ได้
- ▸ตัวเลขประสิทธิภาพขยับขึ้นหนึ่งระดับจะต่างกันราว 10 เท่าของอัตราการรั่ว：H13 ยอมให้ทะลุผ่าน 0.05% ส่วน H14 ยอมให้แค่ 0.005%
เปรียบเทียบเป็นภาษาชาวบ้าน：H13 ก็เหมือน「คะแนนเฉลี่ยทั้งห้องเกิน 95 คะแนน และคนที่แย่ที่สุดต้องไม่ต่ำกว่า 75」ส่วน H14 คือ「เฉลี่ยทั้งห้องเกิน 99.5 และแย่ที่สุดต้องไม่ต่ำกว่า 99.75」ULPA ตั้งแต่ U15 ขึ้นไปคือระดับที่「ไม่ยอมให้มีใครสอบตกแม้แต่คนเดียว」
ในแคตตาล็อก ระดับเหล่านี้จับคู่ตรงกับกลุ่มสินค้า: แผ่นกรอง HEPA / ULPA ระบุด้วยระดับ EN 1822 ไม่ใช่ขนาดอนุภาคที่กำหนดไว้ ดังนั้นสเปกที่เขียนเพียง "99.97% ที่ 0.3 μm" จึงยังไม่ได้บอกว่าเป็นระดับ EN 1822 ใด
MPPS —— ทำไมไม่ใช้ 0.3 μm
คุณอาจเคยได้ยินคำว่า「HEPA กรองอนุภาค 0.3 μm ได้ประสิทธิภาพ 99.97%」(อันนี้ที่จริงเป็นนิยามของ IEST สหรัฐฯ) EN 1822 ไม่ใช้ 0.3 μm แบบคงที่ แต่ใช้ MPPS (Most Penetrating Particle Size)——ขนาดอนุภาคที่ทะลุผ่านแผ่นกรองแผ่นนั้นได้ง่ายที่สุด
ทำไม เพราะ「ขนาดที่เป็นจุดอ่อน」ของวัสดุกรองแต่ละชนิดไม่เหมือนกัน：
- ▸MPPS ของ HEPA ใยแก้วมักอยู่ที่ 0.12 – 0.25 μm
- ▸MPPS ของวัสดุกรองเมมเบรน PTFE อาจอยู่ที่ 0.05 – 0.1 μm
- ▸MPPS ของวัสดุกรองอิเล็กเตรตไฟฟ้าสถิตจะเลื่อนไปตามเวลาที่ใช้งาน
MPPS: Where the Filter's "Achilles' Heel" Is
Mechanical interception catches large particles, diffusion catches small ones — the size in between that neither handles well is MPPS
The legacy US standard (IEST) uses a fixed 0.3 μm test particle, but 0.3 μm is already past the MPPS — so the measured efficiency looks better than the true worst case. EN 1822 tests at MPPS, which catches the real weakness. That is why the same filter tested under both standards will show a slightly lower number under EN 1822.
Actual MPPS varies by media type, fiber diameter, and face velocity; typical range is 0.12–0.25 μm. EN 1822 tests at the "hardest-to-catch" particle size, which is stricter and more realistic than testing at a fixed 0.3 μm.
MPPS ก็คือ「จุดอ่อนแอคิลลิส」ของแผ่นกรองแผ่นนั้น——ใช้มันมาท้าทายจึงจะรู้ประสิทธิภาพในกรณีแย่ที่สุด ถ้าวัดด้วย 0.3 μm แบบคงที่ แผ่นกรองบางแผ่นจะ「เลี่ยงจุดอ่อนไปพอดี」แล้วรายงานตัวเลขที่สวยแต่ไม่จริง
ประเด็นสำคัญ：ค่าประสิทธิภาพของ EN 1822 วัดที่ MPPS ตัวเลขเดียวกันจึง「ดูต่ำกว่า」ค่าที่วัดด้วย 0.3 μm แบบคงที่——แต่มันซื่อสัตย์กว่า
ขั้นตอนการทดสอบสามด่าน
การทดสอบแบบเต็มของ EN 1822 แบ่งเป็นสามด่าน ระดับยิ่งสูงยิ่งต้องผ่านหลายด่าน：
EN 1822 Test Flow: Three Gates from Raw Media to Shipment
Media passes a material-level efficiency test first, then assembled filters get an overall scan, and H14+ adds a per-unit local leak scan — all three gates must pass before shipping
Test raw media sample (not assembled filter) with DOP/PAO aerosol at MPPS
Assembled filter at rated airflow — DOP/PAO upstream vs downstream concentration ratio
Probe scans the downstream face in an S-pattern, flagging any point above the leak threshold
DOP/PAO aerosol is concentrated at MPPS (~0.12–0.25 μm), the hardest particle size for the media. Scan speed is typically 3–5 cm/s covering the full downstream face. H13 requires only the first two gates (media + overall); H14 and above require all three.
ด่านที่หนึ่ง：ทดสอบประสิทธิภาพของวัสดุกรอง ตัดวัสดุกรองชิ้นเล็ก ๆ ออกจากแผ่นกรองสำเร็จรูป (ไม่รวมกรอบ) แล้วใช้เครื่องกำเนิดละอองลอยยิงอนุภาค MPPS ในห้องปฏิบัติการเพื่อวัดอัตราการทะลุผ่าน ด่านนี้คือ「เส้นพื้นฐานของตัววัสดุเอง」
ด่านที่สอง：ทดสอบประสิทธิภาพรวม นำแผ่นกรองทั้งแผ่นใส่ในท่อลมทดสอบ แล้วท้าทายด้วยละอองลอยชนิดเดียวกัน วัดอัตราส่วนความเข้มข้นทางเข้าต่อทางออก ด่านนี้ดูผลรวมของ「วัสดุกรอง + กรอบ + กาวซีล + คุณภาพการประกอบ」
ด่านที่สาม：ทดสอบสแกนหารอยรั่ว (Scan Test) ใช้หัวตรวจสแกนทีละจุดบนหน้าลมออกของแผ่นกรอง (เหมือนกวาดทุ่นระเบิด) เพื่อหาจุดที่มีอัตราการทะลุผ่านเฉพาะจุดสูงที่สุด มีจุดใดเกินเกณฑ์ก็ไม่ผ่าน
E10 – E12 ผ่านแค่สองด่านแรกก็พอ ตั้งแต่ H13 ต้องผ่านทั้งสามด่าน ส่วน H14 ขึ้นไปมีเกณฑ์ประสิทธิภาพเฉพาะจุดที่เข้มกว่า
ถ้าอยากเข้าใจรายละเอียดการปฏิบัติของการทดสอบสแกนให้ลึกขึ้น ดูได้ที่ คู่มือการทดสอบสแกน PAO
ประสิทธิภาพรวม vs ประสิทธิภาพเฉพาะจุด
นี่คือแนวคิดที่สำคัญที่สุดข้อหนึ่งของ EN 1822：
- ▸ประสิทธิภาพรวม (Overall efficiency)：อัตราการทะลุผ่านเฉลี่ยของแผ่นกรองทั้งแผ่น ใช้วัด「ผลเฉลี่ยของพื้นที่กว้าง」
- ▸ประสิทธิภาพเฉพาะจุด (Local efficiency)：อัตราการทะลุผ่านของจุดเดียวที่แย่ที่สุดจากการสแกน ใช้วัด「ข้อต่อที่อ่อนแอที่สุด」
ทำไมต้องแยกสองตัว เพราะ「ค่าเฉลี่ย」ของแผ่นกรองที่ดี ไม่ได้แปลว่าทุกมุมของมันดี จุดอ่อนเฉพาะที่พบบ่อยคือ：
| แหล่งของจุดอ่อน | สาเหตุ |
|---|---|
| รอยต่อระหว่างกรอบกับวัสดุกรอง | ทากาวซีลไม่สม่ำเสมอ |
| ยอดของจีบ | วัสดุกรองตรงรอยพับบางกว่า |
| ขอบของแผ่นคั่น | ช่องว่างระหว่างแผ่นคั่นอะลูมิเนียมกับวัสดุกรอง |
| รอยต่อของวัสดุกรอง | แผ่นกรองขนาดใหญ่ต้องต่อวัสดุกรอง รอยต่อจึงเป็นจุดอ่อน |
สำหรับห้องคลีนรูมแล้ว รอยรั่วขนาดรูเข็มรูเดียวก็ทำลายระดับความสะอาดของทั้งห้องได้——นี่คือเหตุผลที่ตั้งแต่ H14 ขึ้นไปต้องทำการสแกน และเกณฑ์ประสิทธิภาพเฉพาะจุดยังเข้มกว่าประสิทธิภาพรวมด้วย
เลือกรุ่นในสนามจริง：ระดับ EN 1822 เทียบกับระดับห้องคลีนรูมอย่างไร
คำถามที่ถูกถามบ่อยที่สุดตอนจัดซื้อคือ：「ห้องคลีนรูมของผมเป็น ISO Class 5 ควรใช้ H13 หรือ H14」
ตารางเทียบอย่างง่าย (ในทางปฏิบัติต้องคิดจำนวนครั้งการเปลี่ยนอากาศและสัดส่วนลมกลับด้วย)：
| ระดับ ISO 14644 | ระดับ EN 1822 ที่แนะนำ | การใช้งานทั่วไป |
|---|---|---|
| ISO Class 8 – 9 | E11 – E12 | การประกอบอิเล็กทรอนิกส์ทั่วไป บรรจุภัณฑ์อาหาร |
| ISO Class 6 – 7 | H13 | การบรรจุยา แผงจอ LCD |
| ISO Class 5 | H14 | เซมิคอนดักเตอร์ช่วงต้น TFT-LCD |
| ISO Class 4 ขึ้นไป | U15 – U17 | กระบวนการขั้นสูง (ลิโทกราฟี EUV การตรวจสอบเวเฟอร์) |
รายละเอียดการจัดระดับห้องคลีนรูมเพิ่มเติม ดูได้ที่ วิเคราะห์การจัดระดับห้องคลีนรูมตาม ISO 14644 ถ้าอยากรู้ความต่างพื้นฐานระหว่าง HEPA กับ ULPA ก็ดูได้ที่ ภาพรวมความต่างระหว่าง HEPA กับ ULPA
ในเชิงโครงสร้าง แผ่นกรองปลายทางระดับเหล่านี้ส่วนใหญ่ทำเป็น แผง HEPA/ULPA แบบ mini-pleat จำนวนจีบที่มากพอคือสิ่งที่ทำให้ H14 รักษาอัตราลมที่กำหนดไว้ได้โดยไม่ดันความดันตกให้สูงเกินไป
ข้อเตือนจากงานจริง：ระดับเป็นเพียงเกณฑ์ขั้นต่ำ การจัดซื้อของ Fab เซมิคอนดักเตอร์มักกำหนดเพิ่มในเอกสารข้อกำหนดว่า「ประสิทธิภาพรวม ≥ 99.999%」หรือ「อัตราการทะลุผ่านเฉพาะจุด < 0.001%」ซึ่งเข้มกว่าค่ามาตรฐานของ H14 ตอนคุยกับซัพพลายเออร์ต้องเขียนให้ชัดว่า「ทดสอบตามวิธีของ EN 1822」+「ค่าประสิทธิภาพ」+「เป็นค่ารวมหรือเฉพาะจุด」ข้อมูลสามอย่างนี้ขาดข้อใดข้อหนึ่งไม่ได้
คำถามที่พบบ่อย
Q：H13 กับ H14 ต่างกันเท่าไร
A：ดูจากอัตราการทะลุผ่าน H13 ยอมให้ทะลุผ่านได้มากที่สุด 0.05% (ประสิทธิภาพ 99.95%) ส่วน H14 ยอมให้ได้มากที่สุด 0.005% (ประสิทธิภาพ 99.995%)——อัตราการรั่วต่างกัน 10 เท่า ในห้องคลีนรูม 10 เท่านี้มักเป็นตัวกำหนดเส้นแบ่งระหว่าง ISO Class 6 กับ ISO Class 5
Q：สหรัฐฯ บอกว่า HEPA คือ 99.97% ยุโรปบอก 99.95% อันไหนถูก
A：ถูกทั้งคู่ แต่วิธีวัดต่างกัน นิยามของ IEST สหรัฐฯ ใช้การทดสอบ DOP ที่ 0.3 μm แบบคงที่ เกณฑ์คือ 99.97% ส่วน H13 ของ EN 1822 ทดสอบที่ MPPS เกณฑ์คือ 99.95% เพราะ MPPS เป็นขนาดที่กันยากที่สุด 99.95%@MPPS จึงมีความยากใกล้เคียงกับ 99.97%@0.3μm
Q：MPPS คือ 0.3 μm แบบคงที่ใช่ไหม
A：ไม่ใช่ MPPS ต่างกันไปตามวัสดุกรอง มักอยู่ระหว่าง 0.05 – 0.3 μm ตัวเลข 0.3 μm นั้นมาจากผลการวิจัยยุคแรกที่พบว่า「MPPS ของวัสดุกรองใยแก้วส่วนใหญ่ใกล้ 0.3 μm」แต่วัสดุกรองสมัยใหม่ (โดยเฉพาะเมมเบรน PTFE) มัก MPPS เล็กกว่านั้น EN 1822 กำหนดให้วัด MPPS จริงของแผ่นกรองแต่ละแผ่นก่อน แล้วจึงใช้มันมาท้าทายประสิทธิภาพ
Q：EPA (E10–E12) นับเป็น HEPA ไหม
A：พูดอย่างเคร่งครัดแล้วไม่นับ EN 1822 แยก EPA กับ HEPA เป็นสองกลุ่มชัดเจน เกณฑ์ประสิทธิภาพของ EPA ต่ำกว่า (E10 ขอแค่ ≥ 85%) และไม่กำหนดให้ทำการทดสอบสแกน ในตลาดมีซัพพลายเออร์บางรายเรียก E11 และ E12 ว่า「กึ่ง HEPA」หรือ「sub-HEPA」แต่ในเอกสารข้อกำหนดอย่างเป็นทางการ H13 ต่างหากที่เป็นจุดเริ่มต้นของ HEPA
Q：ตอนเปลี่ยนแผ่นกรอง ลดจาก H14 มาใช้ H13 ได้ไหม
A：ดูข้อกำหนดการตรวจสอบของห้องคลีนรูมคุณ ถ้า Protocol เขียนว่า「การกรองปลายทาง H14」การลดระดับจะทำให้ ISO Class ไม่ถึงเกณฑ์ และหลังเปลี่ยนยังต้องทำสมดุลลมและตรวจสอบด้วยการนับอนุภาคใหม่ด้วย ถ้าอยากลดระดับเพื่อประหยัดต้นทุนจริง ๆ ต้องใช้เครื่องนับอนุภาคตรวจสอบหลังเปลี่ยนก่อนว่าความเข้มข้นอนุภาคจริงยังอยู่ในช่วงที่ ISO Class ยอมให้ได้ และต้องได้รับความยินยอมเป็นลายลักษณ์อักษรจากฝ่ายประกันคุณภาพหรือฝั่งลูกค้า
