Vad är ett ULPA-filter? Hur det skiljer sig från HEPA och var det faktiskt hör hemma

Ett ULPA-filter är ett ultra-luftfilter med låg penetration klassificerat enligt EN 1822 Group U. Klassgränserna är:

•U15: integralverkningsgrad Större än eller lika med 99,9995 %

•U16: integralverkningsgrad Större än eller lika med 99,99995 %

•U17: integralverkningsgrad Större än eller lika med 99,999995 %

Det är den formella klassificeringssidan. På marknaden kommer du även att se ULPA-produkter som beskrivs som 99,9995 % vid 0,1–0,2 μm eller runt 0,12 μm, särskilt i renrumspanelprodukter riktade mot elektronik. Till exempel publiceras en ULPA-produkt med låg-borhalt för halvledaranvändning till 99,9995 % @ 0,1–0,2 μm, och många jämförelseguider använder 0,12 μm som den praktiska referensstorleken för ULPA-diskussioner.

När köpare frågar om U15 filtereffektivitet vill de vanligtvis ha den korta versionen:

•U15 är inträdesklassen ULPA

• enligt EN 1822 är den klassad till 99,9995 % integrerad verkningsgrad

•i produktlitteratur beskrivs det ofta kring 0,1–0,2 μm prestanda

• den ligger över H14 i filtreringseffektivitet och vanligtvis över H14 i initialt motstånd och kostnad också

Våra ingenjörer ser ofta köpare blanda ihop tre olika system:

•ISO 16890 / legacy EN 779 för allmänna ventilationsfilter

•EN 1822 / ISO 29463 för EPA, HEPA och ULPA

•fälttermer som "medicinsk HEPA" eller "cleanroom ULPA"

Jämför inte aG4-, MERV 8- eller ePM1-filtertill aU15 panelsom om de tillhör samma beslutsträd. Det gör de inte. ULPA tillhör marknadens absoluta-filtersida

Det grundläggande effektivitetsgapet är lätt att ange. Den svårare delen är att förklara vad den luckan gör med systemet.

Enligt EN 1822:

H13:Större än eller lika med 99,95 %

H14:Större än eller lika med 99,995 %

U15:Större än eller lika med 99,9995 %

U16:Större än eller lika med 99,99995 %

U17:Större än eller lika med 99,999995 %

Det betyder aULPA vs HEPA-filterbeslut handlar inte bara om "renare luft". Det påverkar vanligtvis:

Initialt tryckfall

val av fläkt

FFU eller terminalmodulens energianvändning

utbytesintervallekonomi

läckage-förväntningar på test och kvalificering

om processen verkligen drar nytta av den sista bråkdelen av effektivitet

Denna avvägning-visas ofta tydligt i produktlinjer för renrum för halvledare. Deras mikroelektroniska paneler finns i storlekarna H14 och U15-U17, som betonar lågt tryckfall, ultra-lågt gasutsläpp och lämplighet för mikroelektroniska renrum och utrustning. Detta illustrerar kraftfullt att när du väl går in på området för halvledarluftfiltrering handlar diskussionen inte längre bara om att ta bort partiklar, utan en omfattande övervägande av partikelkontroll, renlighet på molekylär nivå och energiförbrukning.

Ett enkelt-engelsk sätt att se på det

HEPA är ofta det rätta svaret när rummet är byggt kring infektionskontroll, produktskydd eller hög renlighet utan extrem partikelkänslighet.

ULPA är det rätta svaret när processen är känslig för mindre partiklar, lägre defekttolerans och mycket snävare renrumsmål.

Det är därför ett generellt uttalande som "ULPA är bättre" inte är användbart. I många projekt är ULPA bättre bara om processen kan motivera det ökade tryckfallet och kostnaden.

Det är här applikationslogik är viktigare än broschyrspråk.

Operationssalar och vårdutrymmen

ASHRAE 170 anger baslinjen för filtrering för operationssalar till minst MERV 16, och den kräver specifikt HEPA-filter vid luftterminalen i vissa special-ELLER-fall som ortopediska ingrepp, transplantationer, neurokirurgi och dedikerade brännskador. Med andra ord, sjukvårdsvägledning behandlar inte ULPA som standardsvaret för standard ELLER-design. Även där HEPA används är målet infektions-riskkontroll och skyddat luftflöde över det kirurgiska fältet, inte skydd på halvledarnivå-.

Så när köpare säger "operationsrum använder HEPA", är det i allmänhet rätt riktning. Vårdens filtreringsmål är högt, men det drivs av patientsäkerhet och procedurmässig luftflödesdesign, inte av partikel- och molekylärkänsligheten hos waferprocesser.

Halvledarfabs och avancerad elektronik

Halvledaranläggningar är en annan värld. Camfils halvledarvägledning anger att fabriker använder fullständig filtrering och AMC-kontrolllösningar för att sänka partikel- och molekylkoncentrationer till ISO klass 1-nivåer för partiklar och sub-ppb-nivåer för luftburen molekylär kontaminering. Deras elektronik-fokuserade renrumspaneler erbjuds i HEPA H14 och ULPA U15, U16, U17, speciellt för mikroelektronikindustrin och med komponenter med mycket-låg utgasning.

Det är därför som avancerad spånproduktion ofta går bortom HEPA och in i ULPA, särskilt i kritiska processzoner, verktygsmini-miljöer, litografiområden eller andra delar av fabriken där mindre partiklar och molekylär kontaminering direkt påverkar utbytet. Ett praktiskt sätt att säga det är detta:

sjukhuset skyddar patienter och procedurer

chipfabriken skyddar avkastningen vid en mycket snävare defekttröskel

Samma ord: ren. Väldigt olika tröskel.

Det här är en av detaljerna som många icke-elektronikköpare missar.

I halvledarrenrum kan filtret inte behandlas som en inert låda. Filtret i sig kan bli en föroreningskälla om media eller komponenter släpper ut oönskade dopämnen eller molekylära föroreningar.

En studie från 1991 om kiselmikroelektronik visade att luftburen borkontamination spårades till borosilikatglas i högeffektiva partikelluftfilter. Senare branschrapporter noterade att traditionella medialeverantörer av-glasfiber utvecklade produkter med låg-borhalt, och dessa medier fick marknadsacceptans som svar på halvledarkrav.

Den bakgrunden förklarar varför moderna ULPA-produkter av-elektronikkvalitet betonar konstruktion med låg-bor, dopämnesfri-eller ultra-låg utgasningskonstruktion. En aktuell ULPA-produkt med låg-borhalt för sub-14 nm halvledartillämpningar anger att media med lågt-borglas-fiber förhindrar filter-buren borkontamination, och varnar specifikt för att bor i standard ULPA-media kan gasa ut i högt{11}luftflöde och orsaka orent.{11}} Camfil framhåller en liknande poäng från en annan vinkel genom att främja-låg avgasande, dopingfria komponenter i sina mikroelektronik-renrumspaneler.

Om ditt projekt är i:

•wafertillverkning

•litografi

• fotoresistbeläggning / exponering

•avancerad förpackning

•mikroelektronikverktyg eller mini-miljöer

då borde samtalet gå längre änULPA effektivitetoch inkluderar:

•lågt-bormedium

•dopant-fri konstruktion

•låg-organisk utgasning

•kompatibilitet med AMC-kontrollstrategi

För halvledarluftfiltrering är det inte en lyxvara. Det är en del av processskyddet.

Våra ingenjörer börjar vanligtvis med applikationen, inte filterklassen.

Vi ställer fyra frågor först:

•Vad är renlighetsmålet för rummet eller processzonen?

•Är processen främst känslig för biobelastning, partiklar eller molekylär förorening?

•Kan systemet absorbera det högre tryckfallet som vanligtvis följer med tätare filter?

•Är projektet inom sjukvård/farma, eller inom mikroelektronik/halvledare?

Vi hjälpte nyligen en kund i Sydostasien som ursprungligen begärde U15 över hela projektet eftersom deras team antog "högre betyg betyder säkrare." Det visade sig att bara de kritiska mikroelektroniska processområdena behövde ULPA. Stödområdena kan stanna på HEPA-terminalfiltrering. Den förändringen minskade både fläktbördan och filterbudgeten utan att försvaga den faktiska processens-riskkontroll.

Det är oftast rätt tillvägagångssätt. Använd ULPA där det löser ett verkligt problem. Sprid det inte överallt om inte processen verkligen behöver det.

Innan du slutför specifikationen, verifiera dessa punkter:

Standard: EN 1822 / ISO 29463, inte allmänna-ventilationsstandarder

Klass: H13, H14, U15, U16 eller U17 baserat på processbehov

Effektivitetsbas: MPPS och publicerad integral effektivitet

Initialt tryckfall: anpassat till fläkten, FFU eller terminalmodulen

Användning: kirurgi/sjukvård, läkemedel, halvledare eller verktygsmiljö

Medierisk: standardglasmedia, låg-borglasmedia eller dopant-fria membranmedia

Konstruktion: låga-avgasande komponenter om de används i elektronikmiljöer

Läcktestning: individuell skanning-testad där det krävs av applikationen