無塵室百萬級比萬級潔淨嗎? 徹底了解無塵室等級、服裝、換氣次數與產業應用全指南

無塵室(Clean Room)又稱防塵室,是將空氣中懸浮微粒與微生物控制在規定值以下,並嚴格管控進入空間之材料、化學品、水等雜質與髒汙的專用潔淨空間,廣泛應用於電子、光電、生技、醫療、食品等精密與高衛生需求產業。

一、無塵室的核心組成與運作原則

無塵室要維持穩定潔淨環境,必須遵守四大原則:禁止異物帶入、禁止污染產生、禁止微粒堆積、快速有效排除

1. 基礎結構與運作方式

  • 整體為密閉式設計,維持室內正壓,避免外部未過濾空氣滲入。
  • 由天花板的HEPA/ULPA 高效過濾器搭配風扇模組(FFU)供應潔淨空氣。
  • 透過地板或牆面排氣路徑,強制排出含微粒的空氣。
  • 配備靜電消除與室內壓力控制系統,避免灰塵因靜電吸附。

2. 氣流形式分類

無塵室依氣流分為兩大類,直接決定潔淨度等級上限:
  1. 單向流(層流)
    • 分垂直層流(全天花板過濾、垂直送風)與水平層流(全牆面過濾、水平送風)。
    • 優點:微粒不易滯留,可達超高潔淨度。
    • 缺點:建置與運作成本高,空間難擴充。
    • 適用:Class 1~100 等高階無塵區,半導體與超精密設備製造。

 

  1. 非單向流(亂流)
    • 局部安裝過濾器與排氣口,氣流混合流動。
    • 優點:成本低、管理簡單、彈性高。
    • 缺點:存在氣流停滯區,潔淨度較低。
    • 適用:Class 1000 以上等級,一般精密與食品製造場域。

二、無塵室等級標準:級數越小,潔淨度越高

無塵室等級以1 立方米空間內,特定粒徑之微粒上限數量劃分,數字越小代表空氣越潔淨。目前主流為ISO 14644-1國際標準,美國聯邦規格 209E 已廢止,但產業仍習慣使用百級、千級、萬級、十萬級等說法。

1. ISO 等級與微粒數對照表

潔淨等級 ISO 14644-1 FED STD 209E(舊制) EU GMP(操作中) ≥0.5μm 微粒上限 換氣次数(次 / 小時)
超潔淨 ISO 1 ≤10 个 /m³
極潔淨 ISO 2 ≤100 个 /m³
極高 ISO 3 Class 1 ≤1,000 个 /m³
高級 ISO 4 Class 10 A ≤10,000 个 /m³
中級 ISO 5 Class 100(百級) B ≤100,000 个 /m³ 300
常見 ISO 6 Class 1,000(千級) C ≤1,000,000 个 /m³ 80
基礎 ISO 7 Class 10,000(萬級) D ≤352,000 个 /m³ 40
普通 ISO 8 Class 100,000(十萬級) ≤3,520,000 个 /m³ 20
一班 ISO 9 百萬級 ≤35,200,000 个 /m³ 10–15

2. 等級與產業應用對照表

ISO 等級 FED STD 209E(舊制) 適用產業與場所
ISO 1~ISO 2 超精密半導體研發與製造
ISO 3~ISO 4 Class 1/10 半導體廠、超高精密設備工廠
ISO 5 Class 100(百級) 半導體、精密工廠、無菌手術室、治療室
ISO 6 Class 1,000(千級) 精密工廠、光電、光學組裝
ISO 7 Class 10,000(萬級) 藥品工廠、食品工廠
ISO 8 Class 100,000(十萬級) 郊區住宅、鄉村、一般無塵輔助區
ISO 9 工廠內部、印刷廠、機械零件廠、辦公室

三、無塵室專用服裝:無塵衣

人員是無塵室最大的污染源,因此必須穿著專用無塵衣(潔淨服、防塵服),避免身體與衣物之灰塵、毛屑、細菌釋放至環境中,同時兼具防靜電功能。

無塵衣搭配等級原則

  • Class 1 / Class 10(ISO 3~4):最高規格全套防護
  • Class 100 / Class 1,000(ISO 5~6):高規格無塵套裝
  • Class 10,000 / Class 100,000(ISO 7~8):標準無塵服裝
無塵衣需搭配無塵帽、口罩、無塵鞋 / 鞋套,並經過風淋室吹淋後方可進入無塵區。

四、無塵室換氣次數標準

無塵室的「換氣」是指經 HEPA/ULPA 過濾後的潔淨空氣循環,次數越高潔淨度越穩定。
ISO 等級 對應 209E Class 每小時換氣次數
ISO 5 Class 100 300 回
ISO 6 Class 1,000 80 回
ISO 7 Class 10,000 40 回
ISO 8 Class 100,000 20 回
換氣方式以第 2 種機械換氣最適合無塵室:進氣用風扇、排氣自然排出,可維持室內正壓,阻擋外部灰塵進入。

五、導入無塵室的優點與缺點

優點

  1. 穩定產品品質,降低不良率。
  2. 有效防止異物污染,提升產品信賴度。
  3. 建立企業專業形象,符合產業規範認證。

缺點

  1. 初始建置成本高。
  2. 24 小時運轉,空調與過濾系統持續耗能,營運成本高。
  3. 人員管理與環境維護流程嚴格,需專人負責。

六、總結

  1. 無塵室是精密製造與高衛生產業的核心設施,以微粒數量定義等級。
  2. 級數越小=空氣越潔淨,ISO 1 最高,ISO 9 最基礎。
  3. 產業常用口語:百級(ISO 5)、千級(ISO 6)、萬級(ISO 7)、十萬級(ISO 8)。
  4. 維持無塵室關鍵:高效過濾、足夠換氣次數、正壓控制、人員著無塵衣、人貨動線分離。