Filtro ULPA vs. HEPA: la risposta breve
Un filtro HEPA secondo EN 1822 si riferisce tipicamente a H13 o H14. Un filtro ULPA si riferisce a U15, U16 o U17. Il salto dall’H14 all’U15 sembra piccolo sulla carta, ma in termini di penetrazione è un passo importante. H14 consente una penetrazione complessiva massima dello 0,005%, mentre U15 la riduce allo 0,0005%. Si tratta di una riduzione di 10 volte della penetrazione consentita.
Questa è la prima cosa che gli acquirenti dovrebbero ricordare:
•H14=HEPA
•U15-U17=ULPA
•La base del test è l'MPPS, non una semplice dichiarazione di marketing da 0,3 μm
Una maggiore efficienza di solito significa un controllo della contaminazione più rigoroso, ma anche una maggiore sensibilità del sistema alla progettazione del flusso d'aria e alla caduta di pressione
U15, U16, U17 spiegati
Classi di efficienza EN 1822
Secondo la norma EN 1822, le classi di alta-efficienza comunemente citate sono:
•H13: Efficienza complessiva maggiore o uguale al 99,95%.
•H14: Efficienza complessiva maggiore o uguale al 99,995%.
•U15: efficienza complessiva maggiore o uguale al 99,9995%.
•U16: efficienza complessiva maggiore o uguale al 99,99995%.
•U17: efficienza complessiva maggiore o uguale al 99,999995%.
La stessa tabella delle classi include anche i limiti locali di efficienza/penetrazione, che sono importanti quando la scansione delle perdite fa parte dei requisiti di accettazione.
Perché gli acquirenti spesso vedono "99,9995% @ 0,12 μm"
È qui che inizia la confusione.
Sul mercato, molte schede tecniche ULPA descrivono ancora le prestazioni come 99,9995% a 0,12 μm. La documentazione del prodotto AAF lo fa direttamente per i moduli ULPA e i filtri a scatola. Questa formulazione è ancora comune e familiare a molti ingegneri. Ma la logica di classificazione formale ai sensi della norma EN 1822/ISO 29463 si basa sui test MPPS. Ciò significa che il modo più sicuro per confrontare i prodotti è:
•Controlla prima la classe: H14, U15, U16, U17
•Confermare lo standard di prova: EN 1822 / ISO 29463
•Quindi rivedere il modo in cui il fornitore dichiara l'efficienza misurata nella scheda tecnica
Cosa significa veramente il salto U15
I nostri ingegneri vedono spesso gli acquirenti trattareU15come "solo un po' meglio di H14." È meglio di così. La penetrazione totale consentita diminuisce di una cifra decimale. In termini di camera bianca, ciò è importante quando il processo è già in difficoltà a livello di difetti, non solo a livello di comfort della stanza.
Perché le sale operatorie di solito si fermano all'HEPA, mentre le fabbriche di semiconduttori spesso passano all'ULPA
Sanità e sale operatorie: l’obiettivo è il controllo delle infezioni, non la resa dei wafer
Nella progettazione sanitaria, la preoccupazione principale è il controllo del rischio infettivo nell'aria, della contaminazione del sito chirurgico-, dei rapporti di pressione e del flusso d'aria pulito nella zona critica. La guida sanitaria di ASHRAE lo affermaI filtri HEPA sono richiesti dallo Standard 170 solo per le stanze con ambienti protetti-, non in tutti gli spazi sanitari. Per le sale operatorie, l'accento è posto sulla serie di diffusori di alimentazione, sullo schema del flusso d'aria e sulla pressurizzazione della stanza. Questo è il motivo per cui le discussioni sull’assistenza sanitaria di solito si incentrano suHEPA, non dell'ULPA.
Esistono prodotti sanitari che offrono prestazioni ULPA opzionali. La documentazione sulla ventilazione delle sale operatorie-di Camfil menziona i filtri ULPA opzionali per alcuni sistemi. Ma ciò non cambia la regola più ampia:il punto di riferimento standard nel settore sanitario è la filtrazione di grado HEPA-, mentre l'ULPA è un caso speciale e non la risposta predefinita.
Fabbriche di semiconduttori: l’obiettivo è il controllo dei difetti su scala molto più piccola
Le camere bianche per semiconduttori sono diverse. La guida ai semiconduttori di Camfil descrive i fab che mirano ai livelli di particelle ISO Classe 1 insieme al rigoroso controllo della contaminazione molecolare nell'aria (AMC). Evidenzia inoltre l'uso dei filtri HEPA e ULPA in applicazioni quali litografia, incisione, diffusione, metallizzazione, impianto ionico, strumenti di ispezione e stoccaggio di reticoli o wafer. MANN+HUMMEL descrive anche i sistemi FFU per camere bianche che utilizzano elementi da H14 a U17.
Ecco perché gli acquirenti di semiconduttori spesso passano da HEPA a ULPA:
•le dimensioni critiche delle particelle sono più piccole
•la perdita di rendimento è direttamente legata alla contaminazione su scala nanometrica
•gli strumenti e i mini-ambienti spesso necessitano di un controllo più stretto rispetto alla fabbrica circostante
•La contaminazione molecolare nell'aria è importante insieme alle particelle
Regola semplice:
•Se la stanza protegge il flusso di lavoro del paziente e del personale, l'HEPA è solitamente il punto di riferimento.
•Se la stanza protegge un wafer, una maschera, un reticolo o uno strumento di processo avanzato, l'ULPA diventa molto più comune
L'ULPA batte sempre l'HEPA?
No. Non automaticamente.
Un filtro migliore sulla carta non è sempre la scelta ingegneristica migliore sul campo.
Gli acquirenti dovrebbero anche confrontare:
•Resistenza iniziale
•Perdite di carico finali ammissibili
•capacità del ventilatore e costo energetico
•uniformità del flusso d'aria
•requisiti dei test di sigillatura e scansione-
•comportamento di degassamento
•rischio applicativo se il filtro si intasa più velocemente o impone una riprogettazione del sistema dell'aria
I nostri ingegneri spesso vedono specificato ULPA dove H14 avrebbe soddisfatto i reali requisiti del processo con una resistenza del sistema inferiore e costi operativi inferiori. Si verifica anche l'errore opposto: l'HEPA viene copiato in una RFQ di semiconduttori o microelettronica semplicemente perché è il termine più familiare. Nessuna delle due scorciatoie è una buona pratica in materia di appalti.
Perché i media filtranti a basso-boro sono importanti nella filtrazione dell'aria di componenti elettronici e semiconduttori
Questo punto viene continuamente trascurato.
Negli ambienti dei semiconduttori e della microelettronica, il problema non sono solo le particelle. È anche il rilascio molecolare dal filtro stesso. Camfil afferma che la sua gamma di prefiltri per semiconduttori è progettata per proteggere i filtri HEPA senza rilasciare boro e che i suoi prodotti HEPA/ULPA per l'uso con semiconduttori sono progettati per un degassamento molto basso. L'AAF sostiene lo stesso punto dal punto di vista della microelettronica, affermando che i media filtranti privi di boro e chimicamente inerti limitano la formazione di gas che può danneggiare la microelettronica. Hollingsworth & Vose descrive inoltre i suoi supporti in microvetro a basso-boro come progettati per camere bianche di produzione di semiconduttori.
Perché il boro è un vero problema
Nella produzione di semiconduttori, la contaminazione in tracce non è teorica. La contaminazione molecolare e i residui chimici presenti nell'aria possono influenzare le superfici dei wafer, l'ottica e gli strumenti di processo. Camfil rileva esplicitamente che le reazioni indesiderate che coinvolgono acidi, basi, sostanze organiche, refrattari edrogantipossono creare difetti e ridurre l’efficienza delle apparecchiature. Il boro è un elemento drogante nella lavorazione dei semiconduttori, quindi il rilascio incontrollato di boro dai materiali nel percorso dell'aria è esattamente il tipo di cose che le fabbriche cercano di evitare.
Ecco perché gli acquirenti di prodotti elettronici spesso chiedono:
•basso-boromedia
•basso-degassamentoadesivi e componenti
•Moduli ULPA o HEPA/ULPA di fascia alta-creati specificatamente per la microelettronica
•filtri per camere bianche adatti agli ambienti di litografia, incisione, film sottile o strumenti di ispezione
Il basso contenuto di boro non è un requisito universale
Questo è importante. I media filtranti a basso-boro non sono necessari in tutte le camere bianche.
Diventa importante quando:
il processo è semiconduttore o microelettronica
l'acquirente gestisce l'AMC e il degassamento del materiale
la fabbrica o il produttore di utensili ha specifiche rigorose sulla pulizia chimica
il costo della contaminazione in tracce è estremamente elevato
Per molte camere bianche farmaceutiche, ospedaliere o industriali standard, questo requisito potrebbe non comparire mai nella richiesta di offerta.
Errori comuni di approvvigionamento
1. Confronto tra HEPA a 0,3 μm e ULPA a 0,12 μm senza verificare lo standard
Questo è un confronto tra mele-a-arance a meno che non confermi la base di test e la classe dichiarate. La classificazione EN 1822/ISO 29463 è basata su MPPS.
2. Specificare ULPA perché "sembra più sicuro"
Una maggiore efficienza non è un aggiornamento gratuito se il sistema non è in grado di assorbire la caduta di pressione o se il processo non ne ha bisogno.
3. Ignorare il degassamento e la pulizia chimica nell'elettronica
Nelle applicazioni dei semiconduttori, i materiali propri del filtro sono importanti. La struttura a basso-boro e-degassamento può essere importante quanto la classe di efficienza.
4. Scrivere "filtro ULPA" nella richiesta di offerta senza classe
Una richiesta di offerta seria dovrebbe dirloU15, U16 o U17, più lo standard e la dimensione del test.