💻 เจาะลึกระบบ Cleanroom ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์: ทำไม FFU และ HEPA Filter จึงขาดไม่ได้?
ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ ความแม่นยำคือหัวใจสำคัญ ไม่ว่าจะเป็นการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ การประกอบฮาร์ดดิสก์ (HDD) หรือการพิมพ์แผงวงจร (PCB) ฝุ่นละอองเพียงเสี้ยวไมครอนก็เพียงพอที่จะทำให้ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์เกิดความเสียหายหรือไฟฟ้าลัดวงจรได้ การสร้างสภาพแวดล้อมที่ไร้สิ่งเจือปนอย่าง Cleanroom (ห้องสะอาด) จึงเป็นมาตรฐานที่ทุกโรงงานผลิตต้องมี โดยมีอุปกรณ์สำคัญอย่าง FFU และ HEPA Filter เป็นฟันเฟืองหลักในการขับเคลื่อนความสะอาดนี้
FFU (Fan Filter Unit) คืออะไร?
FFU หรือ Fan Filter Unit คือระบบกรองอากาศสำหรับห้องคลีนรูม (Cleanroom) โดยภายในประกอบด้วยพัดลมและแผ่นกรองอากาศ HEPA Filter หรือ ULPA Filter ที่ติดตั้งบนฝ้าเพดานที่ช่วยควบคุมความสะอาดของอากาศ เพื่อกรองฝุ่นอนุภาคขนาดเล็กให้ได้ตามมาตรฐาน ISO Class ทำหน้าที่กรองและจ่ายอากาศสะอาดลงสู่พื้นที่ทำงานแบบ Unidirectional (Laminar Flow) ขนาดมาตรฐานที่นิยมคือ 1200×600 mm (0.72 m²) และ 600×600 mm (0.36 m²)
สามารดูสินค้าประเภท FFU ได้ตามด้านล่างนี้เลยค่ะ
วิธีเลือก FFU ให้เหมาะกับ Cleanroom
มาตรฐาน ISO 14644 ที่อุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ใช้ Cleanroom จะถูกแบ่งระดับตามมาตรฐาน ISO 14644-1:2015 โดยวัดจากจำนวนอนุภาคต่อลูกบาศก์เมตร สำหรับอุตสาหกรรมนี้โดยทั่วไปจะใช้งานห้องสะอาดในระดับ ISO Class 3 ถึง ISO Class 8 ซึ่งแบ่งตามความละเอียดของชิ้นงานดังนี้:
ISO Class 3 และ 4 (ระดับความสะอาดสูงมาก): เหมาะสำหรับกระบวนการที่ละเอียดอ่อนขั้นสุดยอด เช่น Wafer Fab, เทคโนโลยีการฉายแสง EUV Lithography และ Advanced packaging
ISO Class 5 และ 6: เป็นระดับที่พบได้บ่อยในกระบวนการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ (Semiconductor process), การผลิตชิ้นส่วน MEMS, พื้นที่ประกอบชิ้นส่วน (Assembly area) และการผลิตฮาร์ดดิสก์ (Disk drive HDD)
ISO Class 7 และ 8: ใช้สำหรับสายการผลิตพื้นฐาน เช่น การประกอบแผงวงจร (PCB assembly), สายการผลิต SMT, พื้นที่บรรจุภัณฑ์ (Packing area) และห้องปฏิบัติการทดสอบ (Test lab)
ห้องสะอาดถูกจำแนกตามจำนวนอนุภาคต่อลูกบาศก์เมตรที่ขนาด
≥0.5 µm ตามมาตรฐาน ISO 14644-1:2015
| ISO Class | FS 209E เทียบเท่า | อนุภาค ≥0.5µm/m³ | AirFlow (m³/h) | FFU Coverage | การใช้งานหลัก | ระดับ ความสะอาด |
|---|---|---|---|---|---|---|
| ISO 3 | Class 1 | 35 | 480 – 600 | 80% | EUV Lithography, Wafer inspection, Photomask storage | สูงมาก |
| ISO 4 | Class 10 | 352 | 360 – 480 | 70% | Photomask fab, Critical litho, Advanced packaging | สูงมาก |
| ISO 5 | Class 100 | 3,520 | 240 – 360 | 50% | Semiconductor process, LED chip bonding, MEMS fab | สูง |
| ISO 6 | Class 1,000 | 35,200 | 150 – 240 | 30% | Assembly area, Optical component, Disk drive HDD | ปานกลาง |
| ISO 7 | Class 10,000 | 352,000 | 60 – 90 | 15% | PCB assembly, SMT line, Connector mfg | ต่ำ |
| ISO 8 | Class 100,000 | 3,520,000 | 10 – 25 | 5% | General electronics, Packing area, Test lab | พื้นฐาน |
หมายเหตุ: ACH = Air Change per HourFFU Coverage = สัดส่วนพื้นที่ฝ้าที่ต้องติดตั้ง FFUFS 209E ถูกยกเลิกในปี 2001 แต่ยังคงใช้อ้างอิงในอุตสาหกรรม
หลักการออแบบห้องคลีนรูม (Cleanroom)
หลักการ Laminar Flow
อากาศต้องไหลจากเพดาน (FFU) ลงสู่พื้นอย่างสม่ำเสมอ ความเร็วลม 0.3–0.5 m/s สำหรับ ISO 5 และ 0.2–0.4 m/s สำหรับ ISO 6–7 เพื่อป้องกันการก่อตัวของ eddy current ที่จะพัดพาอนุภาคไปยังพื้นที่สะอาด
การออกแบบฝ้าเพดาน FFU
ติดตั้ง FFU แบบ Grid pattern ให้ครอบคลุมพื้นที่ตามมาตรฐาน ใช้ Plenum ความสูง 400–600 mm เหนือ FFU เพื่อสร้าง Static pressure สม่ำเสมอ ช่องว่างระหว่าง FFU ต้องน้อยกว่า 50 mm เพื่อป้องกัน bypass air
Pressure Cascade
พื้นที่สะอาดกว่าต้องมีความดันอากาศสูงกว่าโดยรอบ 12.5 Pa (ISO 5 vs ISO 7) และ 5–10 Pa ระหว่าง class ที่ต่างกัน 1 ระดับ เพื่อป้องกันการปนเปื้อนจากภายนอก
Filter Specification
HEPA H14: กรองได้ ≥99.995% ที่ 0.3 µm ใช้สำหรับ ISO 5–7
ULPA U15: กรองได้ ≥99.9995% ที่ 0.12 µm ใช้สำหรับ ISO 3–4 และ EUV lithography
Return Air System
ช่อง Return air ต้องกระจายทั่วผนังด้านล่างหรือใต้พื้น (Raised floor) ความสูงไม่เกิน 300 mm จากพื้น อัตราส่วน Return:Supply ≈ 1:1 เพื่อให้เกิด Laminar flow ที่สมบูรณ์
Makeup Air & Recirculation
อากาศสดจากภายนอก (Makeup air) ควรอยู่ที่ 10–20% ของ Supply air ทั้งหมด ส่วนที่เหลือ 80–90% เป็นอากาศหมุนเวียนผ่าน FFU เพื่อประหยัดพลังงาน
สูตรการคำนวณจำนวน FFU ที่ต้องการ
ACH Method | Coverage Ratio Method | Velocity Method |
|---|---|---|
| Vol = W × L × H (m³) Q_total = ACH × Vol (m³/hr) N_FFU = Q_total ÷ Q_per_FFU | A_ceiling = W × L (m²) A_FFU_needed = A_ceiling × ratio N_FFU = A_FFU_needed ÷ A_per_FFU | A_floor = W × L (m²) Q_total = V_air × A_floor × 3600 N_FFU = Q_total ÷ Q_per_FFU |
การคำนวณจำนวน FFU
สำหรับห้องคลีนรูม (Cleanroom)
กรอกข้อมูลห้องและเลือกวิธีคำนวณ ระบบจะแสดงจำนวน FFU ที่ต้องการพร้อมแผนผังการวางตำแหน่งบนฝ้าเพดานแบบ Real-time ตามมาตรฐาน ISO 14644
ภาพตัวอย่างการใช้เครื่องมือคำนวณ FFU (Fan Filter Unit)
คำถามที่พบบ่อย (FAQ) เกี่ยวกับ FFU (Fan Filter unit)
• FFU ต่างจาก AHU อย่างไร?
FFU (Fan Filter Unit) เป็นชุดกรองอากาศพร้อมพัดลมในตัว ติดตั้งบนฝ้า Cleanroom เพื่อจ่ายลมสะอาดเฉพาะจุด ส่วน AHU (Air Handling Unit) เป็นระบบปรับอากาศส่วนกลางที่กระจายลมผ่านท่อลมไปยังหลายพื้นที่
• FFU ใช้ HEPA Filter เกรดไหน?
โดยทั่วไป FFU นิยมใช้ HEPA Filter เกรด H13 หรือ H14 ตามมาตรฐาน EN1822 และบางงานที่ต้องการความสะอาดสูงมากอาจใช้ ULPA Filter เกรด U15
• FFU 1 ตัวครอบคลุมพื้นที่เท่าไร?
ขึ้นอยู่กับขนาด FFU, ค่า Airflow และระดับความสะอาดของห้อง โดยทั่วไป FFU ขนาด 2×4 ฟุต สามารถครอบคลุมพื้นที่ประมาณ 2–4 ตารางเมตร สำหรับห้องคลีนรูมมาตรฐาน
• FFU ต้องเปลี่ยน Filter บ่อยแค่ไหน?
HEPA Filter ใน FFU มักมีอายุการใช้งานประมาณ 3–5 ปีหรือมากกว่านั้น ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อม ชั่วโมงการใช้งาน / ในทุกๆปีควรตรวจค่าความดัน (Pressure Drop) ที่เพิ่มขึ้นจากการสะสมฝุ่นอยู่ตามมาตรฐานไหม
AAF International (Thailand) Co., Ltd.
909 Ample Tower, 20th Floor, Room No.20/1-2, Debaratna Road, Bangna Nuea, Bangna, Bangkok 10260 Thailand
Tel : 0-2348-3870-4
Fax : 0-2348-3875
Email : sales@aafthailand.com
Line: @aaf_th
