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無塵室表面微粒子計數器(SPC, Surface Particle Counter)與常用微粒子計數器(APC, Air Particle Counter)特性比較 針對物體表面的潔淨度, 必須使用表面微粒子計數器(SPC, Surface Particle Counter),,才能對其表面的顆粒數量,大小,總類及濃度進行量測及分類. 其依據為 ISO 14644-9 ISO 14644-13 ISO 14644-17 VDA19.2
主要原因一般歸納為下列幾個因素 :
一般無塵室常用於潔淨度等級分類的微粒子計數器 (APC, Air Particle Counter), 僅能針對於懸浮於無塵室空氣中的微小粒子, 通常介於0.1 um- 5 um, 可參考ISO 14644-1 : 2015等級分類,在其法規分類表的說明,也明白指出一般來說,空間中“懸浮顆粒”的濃度是由設計無塵室時提供的通風系統來“控制”的,通過空氣微粒子計數器“監測”來確認“空氣潔淨度等級”控制目標值的實現,在許多情況下,大於 5 μm 的顆粒在“懸浮顆粒”濃度的“監測”中顯示為非常低或為零,這通常導致人們認為它們不存在於潔淨室中。 然而,根據 2021 年ISO 14644-17已經提出這是由 >5 μm 或更大顆粒的特性造成的“錯覺”,大顆粒不同於更小的”懸浮細顆粒”, 這表明僅控制“空氣清潔度等級”是不夠的,並且為了更直接地評估產品污染的風險,5μm或更大的“大顆粒”在有風險的產品的質量控制中,使用了指標顆粒沉積率(PDR, Particle Deposition Rate)這項指標,已經提出並通過了。
*顆粒沉積率PDR = 粒子數(µm) /面積(m2) /時間(1hour)
現行無塵室等級,是怎麼定義? 根據ISO 14644-1根據ISO 14644 -1 無塵室標準,無塵室應監控空氣中0.1um~5um大小的粒子。 ISO直接陳述,空氣中>1um粒子濃度低,難於捕捉。
但大型粒子 :
常見微粒子計數器(APC, Air Particle Counter)在監控什麼? 一般空氣中懸浮的粒子的量測時,只有 0.1um~5um的小型粒子被分類及取樣,其他大顆粒並無法被分類取樣。 微粒子計數器的構造和原理 : 包含取樣頭、抽氣馬達、光學路徑、透過光學遮蔽,進行物體大小辨識。
測定範圍都設定在10um以下,因為 粒子計數器專用於監測”空氣中的懸浮小型粒子”(<5um), 微粒子計數器(APC, Air Particle Counter)不是大型粒子的吸塵器。 APC使用上也有限制 :
一般無塵室苦惱的問題 :
Q: 是不是我們的無塵室等級不夠,請問需要提升到Class多少?
Q: 前述所有案例,提高無塵室等級,並非正解。增加換氣頻率可以嗎? Q: 我們的廠務組,都有使用Air Particle Counter定時監控,如果有汙染,為什麼都量不到? A: Air Particle Counter只能量空中飄浮的微小粒子,不適合量測大型粒子堆積過程,也不能直接量測物體表面潔淨度。
然而外接取樣真空探頭的表面微粒子計數器,可想像吸塵器構造,其使用上和驗證上有幾個很大的限制 : 取樣真空探頭無法吸取大於5 um的微粒子,並且其機器的讀值也是只能分類0.1um~5um的小型粒子,這也呼應為何ISO 14644-1說明大顆粒不易被取樣及分類。 大顆粒的物理特性,會在管路造成靜電吸附,以及重力沉降,將倒置管路的交叉污染,容易產生數據判讀錯誤 真空Pump可能產生氣流,造成顆粒的擾動,加上內部HEPA過濾效果若是不佳,可能造成二次汙染。 一般表面微粒子計數器的氣體通道及光學路徑非常狹小,若不甚吸取大顆粒(雖然不容易吸到),但容易造成氣體路徑阻塞,Pump受損。 一般表面微粒子計數器只有顆粒數量的潔淨度單位,但在最新法規的表面潔淨度等級定義,已經明訂顆粒沉積率(PDR, Particle Deposition Rate),這項指標,然而量測結果無法表明單位面積的汙染濃度,所以也無法管制動態的汙染控制指標(PDRL, Particle Deposition Rate Limits),不利於潔淨度改善及監控措施。 *顆粒沉積率PDR = 粒子數(µm) /面積(m2) /時間(1hour)
理想的表面微粒子計數器(SPC, Surface Particle Counter)作法 :
PartSens – 鑑定任意表面的汙染情形 想量哪裡? 就量哪裡。 精確鑑定每一個表面的汙染情形。 取樣後解析,只要等待幾秒鐘。 可以區分三種粒子性質(金屬/非金屬/纖維) 分別統計 : 各種粒子大小 vs 數量
APMON – 記錄落塵發生的”時間點” 紀錄無塵室內,異常落塵的時間點。 找出造成汙染的人員、機台行為 ! 最短每五分鐘,監控一次落下的粒子數量。 分別統計 : 各種粒子大小 vs 數量
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