99.95 % กับ 99.995 % ฟังดูต่างกันแค่ 0.045 % แต่ —— จำนวนอนุภาคที่ทะลุผ่านแผ่นกรองต่างกัน 10 เท่า
「เพิ่มเลข 9 อีกหนึ่งตัว」ก็แพงขึ้นหนึ่งอันดับ
ตามมาตรฐานสากล EN 1822 / ISO 29463 แผ่นกรองประสิทธิภาพสูงแบ่งเป็นห้าระดับ：
Chart 1: HEPA / ULPA Efficiency Ladder (EN 1822 / ISO 29463)
Each rung drops the penetration count by one order of magnitude — 10× stricter than the last
| Grade | Efficiency (@MPPS) | Penetration per million |
|---|---|---|
| H13 | 99.95 % | ≤ 500 particles / M |
| H14 | 99.995 % | ≤ 50 particles / M |
| U15 | 99.9995 % | ≤ 5 particles / M |
| U16 | 99.99995 % | ≤ 0.5 particles / M |
| U17 | 99.999995 % | ≤ 0.05 particles / M |
Efficiencies measured at the MPPS (Most Penetrating Particle Size, ~0.1–0.3 μm) per EN 1822 / ISO 29463. "Penetration" = particles passing through per 1,000,000 challenge particles.
ทุกครั้งที่ขยับขึ้นหนึ่งขั้น「อัตราการทะลุผ่าน」จะลดลงหนึ่งอันดับ พูดอีกอย่างคือ：
- ▸H13 (≥99.95 %) — จากอนุภาคทดสอบ 1 ล้านอนุภาค ทะลุผ่านได้มากที่สุด 500 อนุภาค
- ▸H14 (≥99.995 %) — มากที่สุด 50 อนุภาค
- ▸U15 (≥99.9995 %) — มากที่สุด 5 อนุภาค
- ▸U16 (≥99.99995 %) — มากที่สุด 0.5 อนุภาค
- ▸U17 (≥99.999995 %) — มากที่สุด 0.05 อนุภาค
ประสิทธิภาพจาก H13 ถึง U17 ต่างกัน 10,000 เท่า นี่คือความหมายที่แท้จริงของ「เพิ่มเลข 9 อีกหนึ่งตัว」
MPPS：จุดที่อ่อนที่สุดของแผ่นกรอง
คุณอาจคิดว่าอนุภาคยิ่งเล็กแผ่นกรองยิ่งกันยาก ผิด
แผ่นกรองดักจับด้วยกลไกสามอย่างผสมกัน：การชนด้วยความเฉื่อย (อนุภาคใหญ่) การสกัดกั้น (อนุภาคกลาง) และการแพร่แบบบราวน์ (อนุภาคเล็ก) ในช่วงตรงกลาง 0.1–0.3 μm ไม่มีกลไกใดแรงที่สุดเลย —— นี่คือ MPPS (Most Penetrating Particle Size ขนาดอนุภาคที่ทะลุผ่านได้มากที่สุด)
การระบุประสิทธิภาพทั้งหมดใน EN 1822 / ISO 29463 วัดที่ MPPS ไม่ใช่วัดที่ขนาดอนุภาคใดก็ได้แล้วเลือกตัวเลขที่ดูดีมาเขียน —— แต่วัดที่จุดที่อ่อนที่สุดของแผ่นกรอง
ความหมายที่แท้จริงของ「H14 ≥99.995%」คือ： ต่อให้เป็นอนุภาคชนิดที่กันยากที่สุด ก็ให้รอดผ่านไปได้เพียง 50 ppm
จ่ายความดันตกคร่อมเพิ่ม 27% แล้วได้อะไรกลับมา
ขนาดเท่ากัน (Baisheng Tech 610 × 610 × 292 mm) อัตราลมเท่ากัน (1,000 CMH)：
Chart 2: Initial Pressure Drop — H14 HEPA vs U15 ULPA
Baisheng 610 × 610 × 292 mm filters, measured at rated airflow 1,000 CMH
Every 60 Pa increase in pressure drop raises fan power draw by ~10–15 %, adding 200–400 kWh per FFU per year. Over-specifying ULPA inflates both capex and long-run operating cost.
U15 สูงกว่า H14 อยู่ 60 Pa —— ความดันตกคร่อมเพิ่มขึ้นราว 27 %
60 Pa นี้ไม่ได้มาฟรี ๆ มันหมายถึง：
- ▸พัดลมต้องใช้กำลังเพิ่มอีก 10–15 % จึงจะดันอากาศไหว
- ▸FFU หนึ่งตัวกินไฟเพิ่มปีละ 200–400 kWh (ขึ้นกับชั่วโมงเดินเครื่อง)
- ▸โรงงานเวเฟอร์ที่มี FFU 1,000 ตัว ค่าไฟต่อปีเพิ่มขึ้นหลักแสน
ทุกครั้งที่เพิ่มเลข 9 อีกหนึ่งตัว ทั้งความดันตกคร่อมและการใช้พลังงานก็สูงขึ้น ที่ควรจ่ายก็จ่าย ที่ไม่ควรจ่ายก็อย่าจ่าย
ควรเลือก HEPA หรือ ULPA ดูที่ ISO Class ของคุณ
การเลือก HEPA / ULPA ไม่ใช่ดูว่า「ยิ่งสูงยิ่งดี」—— แต่ต้องย้อนกลับไปที่ข้อกำหนดระดับความสะอาดของ ISO 14644-1：
Chart 3: ISO Class vs Filter Grade Mapping
Recommended filter grade and airflow pattern for each ISO 14644-1 cleanliness class
| ISO Class | Recommended filter | Typical application | Airflow |
|---|---|---|---|
| Class 3 (↓) | U15 / U16 ULPA | Advanced semi lithography, EUV optics | Laminar |
| Class 4–5 | H14 HEPA | General semi, OLED, aseptic pharma fill | Laminar |
| Class 6–7 | H13 HEPA | Electronic assembly, optics inspection, pharma C/D | Turbulent OK |
| Class 8–9 | Medium / high-eff | Food packaging, OR perimeter, general cleanroom | Turbulent OK |
General engineering guidance. Final selection depends on the process, target particle size, fallout limits, and qualification state. ISO Class 1–2 is outside this table.
เทียบกันตรง ๆ ได้ดังนี้：
- ▸ลิโทกราฟีเซมิคอนดักเตอร์ขั้นสูง / EUV (ISO Class 3 ลงมา) —— ต้องใช้ ULPA ระดับ U15 หรือ U16
- ▸เซมิคอนดักเตอร์ทั่วไป OLED และยาปราศจากเชื้อ (ISO Class 4–5) —— H14 HEPA ก็พอ
- ▸การประกอบอิเล็กทรอนิกส์ การตรวจสอบทางแสง และยาระดับ C/D (ISO Class 6–7) —— H13 HEPA เพียงพอ
- ▸บรรจุภัณฑ์อาหารและบริเวณรอบห้องผ่าตัด (ISO Class 8–9) —— แผ่นกรองประสิทธิภาพปานกลางหรือสูงก็พอ
การดันใช้ U16 ในพื้นที่บรรจุปราศจากเชื้อระดับ ISO Class 5 นอกจากเผาเงินแล้วไม่มีความหมายทางวิศวกรรมใด ๆ ในทางกลับกัน การประหยัดด้วยการใช้ H14 ในโซนออปติกของ EUV นั้น โฟโตมาสก์แผ่นเดียวก็อาจเสียหายเป็นเงินหลายล้าน
กับดักสามข้อในการเลือกรุ่นจริง
กับดักที่ 1：ไล่ตามระดับสูงสุดอย่างไม่ลืมหูลืมตา
สเปกเกินจำเป็นจะดันทั้งต้นทุนจัดซื้อตอนแรกและค่าบำรุงรักษาระยะยาวให้สูงขึ้นพร้อมกัน (ความดันตกคร่อมสูงกว่า = ค่าไฟมากกว่า) ยืนยัน ISO Class ก่อน แล้วค่อยเลือกแผ่นกรอง อย่าทำสลับกัน
กับดักที่ 2：ดูแค่ประสิทธิภาพเฉลี่ย ไม่ดู Scan Test รายแผ่น
「ประสิทธิภาพเฉลี่ยของแผ่นกรองทั้งแผ่นถึง H14」ไม่ได้แปลว่าไม่มีรอยรั่วรูเข็มเฉพาะจุด EN 1822-4 กำหนดว่าแผ่นกรองตั้งแต่ H14 / U15 ขึ้นไปต้องทำการทดสอบสแกนรายแผ่น (Scan Test)—— ใช้หัวตรวจแบบเคลื่อนที่กวาดทั่วทั้งแผ่น เพื่อยืนยันว่าอัตราการทะลุผ่านเฉพาะจุด ณ ตำแหน่งใดก็ตามไม่เกินเกณฑ์
ตอนรับของต้องขอรายงาน Scan Test ของแผ่นกรองแผ่นนั้นจากผู้ผลิตเสมอ ถ้าไม่มี Scan Test ก็เป็นแค่ใบรับรองประสิทธิภาพเฉลี่ยใบหนึ่ง ซึ่งจับรอยรั่วเฉพาะจุดไม่ได้
กับดักที่ 3：ลืมตั้ง「ความดันตกคร่อมช่วงปลาย」= จังหวะเวลาเปลี่ยนแผ่นกรอง
แผ่นกรองไม่ได้คงความดันตกคร่อมเริ่มต้นไว้ตลอดไป เมื่อฝุ่นสะสมมากขึ้น ความดันตกคร่อมจะสูงขึ้นเรื่อย ๆ แนวปฏิบัติทางวิศวกรรมแนะนำให้ตั้งความดันตกคร่อมช่วงปลายไว้ที่ 2–2.5 เท่าของค่าเริ่มต้นเป็นจังหวะเวลาเปลี่ยน
ยกตัวอย่าง H14 HEPA：ความดันตกคร่อมเริ่มต้น 220 Pa → ตั้งค่าช่วงปลายที่ 440–550 Pa ถึงแล้วก็เปลี่ยน อย่าปล่อยให้พัดลมลากความดันตกคร่อมสูงไปเรื่อย ๆ ทั้งค่าไฟและอายุใช้งานล้วนต้องจ่ายราคา
สรุป：แผ่นกรองไม่ใช่ยิ่งระดับสูงยิ่งดี แต่「พอดี」คือดีที่สุด
การเลือก HEPA / ULPA คำถามที่ควรถามจริง ๆ ไม่ใช่「อันไหนเก่งที่สุด」แต่คือ：
- 1ISO Class ที่ต้องการคือเท่าไร
- 2ประสิทธิภาพที่ MPPS ผ่านการยืนยันจริงหรือยัง (ต้องมี Scan Test)
- 3ความดันตกคร่อมและการใช้พลังงานเข้ากับเส้นโค้งพัดลมหรือไม่
- 4ความดันตกคร่อมช่วงปลายจะถึงเมื่อไร ต้องเตรียมงบเปลี่ยนกี่ครั้ง
เลือกระดับให้ถูกสำคัญกว่าเลือกของแพง
