Was ist ein ULPA-Filter? Wie es sich von HEPA unterscheidet und wo jeder einzelne hingehört

Ein HEPA-Filter gemäß EN 1822 bezieht sich typischerweise auf H13 oder H14. Ein ULPA-Filter bezieht sich auf U15, U16 oder U17. Der Sprung von H14 zu U15 sieht auf dem Papier klein aus, ist aber im Hinblick auf die Durchdringung ein großer Schritt. H14 ermöglicht eine maximale Gesamtdurchdringung von 0,005 %, während U15 diese auf 0,0005 % reduziert. Das ist eine 10-fache Reduzierung der zulässigen Eindringtiefe.

Das ist das Erste, woran sich Käufer erinnern sollten:

•H14=HEPA

•U15-U17=ULPA

•Die Testbasis ist MPPS, nicht nur eine einfache 0,3 μm-Marketingaussage

Höhere Effizienz bedeutet in der Regel eine strengere Kontaminationskontrolle, aber auch eine größere Systemempfindlichkeit gegenüber Luftstromdesign und Druckabfall

Effizienzklassen nach EN 1822

Gemäß EN 1822 sind die allgemein genannten Hoch--Effizienzklassen:

•H13: Größer oder gleich 99,95 % Gesamtwirkungsgrad

•H14: Größer oder gleich 99,995 % Gesamtwirkungsgrad

•U15: Größer oder gleich 99,9995 % Gesamtwirkungsgrad

•U16: Größer oder gleich 99,99995 % Gesamtwirkungsgrad

•U17: Größer oder gleich 99,999995 % Gesamtwirkungsgrad

Die gleiche Klassentabelle enthält auch lokale Effizienz-/Penetrationsgrenzen, die wichtig sind, wenn die Lecksuche Teil der Abnahmeanforderung ist.

Hier beginnt die Verwirrung.

Auf dem Markt wird die Leistung in vielen ULPA-Datenblättern immer noch mit 99,9995 % bei 0,12 μm beschrieben. Die AAF-Produktliteratur führt dies direkt für ULPA-Module und Kastenfilter durch. Diese Formulierung ist vielen Ingenieuren immer noch gebräuchlich und vertraut. Die formale Klassifizierungslogik nach EN 1822 / ISO 29463 basiert jedoch auf MPPS-Tests. Das heißt, der sicherste Weg, Produkte zu vergleichen, ist:

•Überprüfen Sie zuerst die Klasse: H14, U15, U16, U17

•Bestätigen Sie die Prüfnorm: EN 1822 / ISO 29463

•Überprüfen Sie anschließend, wie der Lieferant die gemessene Effizienz im Datenblatt angibt

Was der U15-Sprung wirklich bedeutet

Unsere Ingenieure sehen oft, dass Käufer etwas Gutes tunU15als „nur ein bisschen besser als H14.“ Es ist besser als das. Die zulässige Gesamtdurchdringung verringert sich um eine Dezimalstelle. Im Hinblick auf Reinräume ist dies wichtig, wenn der Prozess bereits auf der Fehlerebene kämpft und nicht nur auf der Ebene des Raumkomforts.

Gesundheitswesen und Operationssäle: Das Ziel ist die Infektionskontrolle, nicht die Waferausbeute

Bei der Gestaltung des Gesundheitswesens geht es vor allem darum, das Infektionsrisiko in der Luft, die Kontamination von Operationsstellen-, die Druckverhältnisse und den sauberen Luftstrom über der kritischen Zone zu kontrollieren. Dies heißt es in den Gesundheitsleitlinien von ASHRAEHEPA-Filter sind gemäß Standard 170 nur für Räume mit schützender -Umgebung erforderlich, nicht in jedem Gesundheitsbereich. Bei Operationssälen liegt der Schwerpunkt auf der Anordnung der Zuluftdiffusoren, dem Luftstrommuster und der Raumdruckbeaufschlagung. Aus diesem Grund konzentrieren sich Gesundheitsdiskussionen in der Regel aufHEPA, nicht ULPA.

Es gibt Gesundheitsprodukte, die optionale ULPA-Leistung bieten. In der Literatur von Camfil zur OP-Belüftung werden für einige Systeme optionale ULPA-Filter erwähnt. An der allgemeinen Regel ändert sich dadurch aber nichts:Der Standard-Benchmark im Gesundheitswesen ist HEPA-Filterung-, während ULPA ein Sonderfall ist, nicht die Standardantwort.

Halbleiter-Reinräume sind anders. Der Halbleiterleitfaden von Camfil beschreibt Fabriken, die auf Partikelwerte der ISO-Klasse 1 abzielen, zusammen mit einer strengen Kontrolle der luftgetragenen molekularen Kontamination (AMC). Außerdem wird der Einsatz von HEPA- und ULPA-Filtern in Anwendungen wie Lithographie, Ätzung, Diffusion, Metallisierung, Ionenimplantation, Inspektionswerkzeugen und Retikel- oder Waferlagerung hervorgehoben. MANN+HUMMEL beschreibt auch FFU-Systeme für Reinräume mit H14- bis U17-Elementen.

Aus diesem Grund wechseln Halbleiterkäufer häufig von HEPA zu ULPA:

•kritische Partikelgrößen sind kleiner

•Ertragsverluste stehen in direktem Zusammenhang mit nanoskaliger Kontamination

•Werkzeuge und Miniumgebungen erfordern oft eine strengere Kontrolle als die umgebende Fabrik

•Neben Partikeln sind auch molekulare Verunreinigungen in der Luft von Bedeutung

Einfache Regel:
•Wenn der Raum den Arbeitsablauf von Patienten und Personal schützt, ist HEPA normalerweise der Bezugspunkt.
•Wenn der Raum einen Wafer, eine Maske, ein Retikel oder ein fortschrittliches Prozesswerkzeug schützt, kommt ULPA viel häufiger vor

Nein. Nicht automatisch.

Ein besserer Filter auf dem Papier ist nicht immer die bessere technische Wahl auf diesem Gebiet.

Käufer sollten außerdem vergleichen:

•Anfänglicher Widerstand

•zulässiger Enddruckabfall

•Lüfterkapazität und Energiekosten

•Gleichmäßigkeit des Luftstroms

•Versiegelungs- und Scan--Testanforderungen

•Ausgasungsverhalten

•Anwendungsrisiko, wenn der Filter schneller verstopft oder eine Neugestaltung des Luftsystems erforderlich macht

Unsere Ingenieure sehen häufig ULPA-Spezifikationen, bei denen H14 die tatsächlichen Prozessanforderungen mit geringerem Systemwiderstand und niedrigeren Betriebskosten erfüllt hätte. Es passiert auch der umgekehrte Fehler: HEPA wird einfach deshalb in eine Halbleiter- oder Mikroelektronik-Ausschreibung kopiert, weil es der geläufigere Begriff ist. Keine dieser Abkürzungen ist eine gute Beschaffungspraxis.

Dieser Punkt wird ständig übersehen.

In Halbleiter- und Mikroelektronikumgebungen sind nicht nur Partikel das Problem. Es handelt sich auch um eine molekulare Freisetzung aus dem Filter selbst. Laut Camfil ist sein Halbleiter-Vorfiltersortiment darauf ausgelegt, HEPA-Filter zu schützen, ohne Bor freizusetzen, und seine HEPA/ULPA-Produkte für den Halbleitergebrauch sind für eine sehr geringe Ausgasung ausgelegt. AAF vertritt im Hinblick auf die Mikroelektronik den gleichen Standpunkt und stellt fest, dass borfreie und chemisch inerte Filtermedien die Gasbildung verhindern, die die Mikroelektronik beschädigen kann. Hollingsworth & Vose beschreibt seine Mikroglasmedien mit niedrigem Borgehalt auch als für Reinräume in Halbleiterfabriken konzipiert.

In der Halbleiterfertigung ist eine Spurenverunreinigung kein theoretisches Phänomen. In der Luft befindliche molekulare Verunreinigungen und chemische Rückstände können sich auf Waferoberflächen, Optiken und Prozesswerkzeuge auswirken. Camfil weist ausdrücklich darauf hin, dass unerwünschte Reaktionen mit Säuren, Basen, organischen Stoffen, feuerfesten Materialien usw. auftreten könnenDotierstoffekann zu Defekten führen und die Effizienz der Ausrüstung verringern. Bor ist ein Dotierungselement in der Halbleiterverarbeitung, daher ist die unkontrollierte Freisetzung von Bor aus Materialien im Luftweg genau das, was Fabriken zu vermeiden versuchen.

Deshalb fragen Einkäufer in der Elektronikbranche oft nach:

•niedriger -BorgehaltMedien

•geringe-AusgasungKlebstoffe und Komponenten

•ULPA oder High-End-HEPA/ULPA-Module, die speziell für die Mikroelektronik entwickelt wurden

•Reinraumfilter, abgestimmt auf Lithographie-, Ätz-, Dünnfilm- oder Inspektionswerkzeugumgebungen

Das ist wichtig. Filtermedien mit niedrigem-Borgehalt sind nicht in jedem Reinraum erforderlich.

Es wird wichtig, wenn:

Der Prozess ist Halbleiter oder Mikroelektronik

Der Käufer verwaltet AMC und Materialausgasungen

Der Hersteller oder Werkzeugbauer hat strenge Vorgaben zur chemischen Sauberkeit

Die Kosten einer Spurenkontamination sind extrem hoch

Für viele pharmazeutische, Krankenhaus- oder Standard-Industriereinräume erscheint diese Anforderung möglicherweise nie in der Ausschreibung.

1. Vergleich von HEPA bei 0,3 μm mit ULPA bei 0,12 μm ohne Überprüfung des Standards

Dies ist ein Vergleich zwischen Äpfeln und Birnen, es sei denn, Sie bestätigen die angegebene Testbasis und -klasse. Die Klassifizierung nach EN 1822/ISO 29463 basiert auf MPPS.

2. Angabe von ULPA, weil es „sicherer klingt“

Eine höhere Effizienz ist kein kostenloses Upgrade, wenn das System den Druckabfall nicht absorbieren kann oder der Prozess ihn nicht benötigt.

3. Ignorieren von Ausgasungen und chemischer Sauberkeit in der Elektronik

Bei Halbleiteranwendungen kommt es auf die eigenen Materialien des Filters an. Eine Konstruktion mit niedrigem-Borgehalt und geringer-Ausgasung kann ebenso wichtig sein wie die Effizienzklasse.

4. Schreiben von „ULPA-Filter“ in die Ausschreibung ohne Klasse

Eine seriöse Angebotsanfrage sollte lautenU15, U16 oder U17, plus Teststandard und -größe.