Cleanroom Classification Standards...3-4 Why? z為何採用0.5μm之粒徑作為標準尺寸?...
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Cleanroom Classification Standards(無塵室分類的標準)
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The History(歷史沿革)
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歷史沿革
1961年,美國空軍發表無塵室分類之標準技術手冊(Technical Manual)00-25-203。設計與微塵粒子的標準
操作程序的規範
1963年,美國聯邦標準209(Federal Standard 209) 。第一次提到微塵粒子粒徑應訂為≧0.5μm建議藉由光學微粒子計數器來計算
1999年,國際標準化組織ISO 14644-1標準。
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Why?為何採用0.5μm之粒徑作為標準尺寸?當時的微塵粒子計數器所能捕捉到的最小粒徑。
為何均勻流型無塵室要採用90 ft/min的風速?1. 理論上計算移除濾網前微塵粒子之風速為90 ft/min 。2. 供風風扇的氣流速度可達50 ft/min至200 ft/min 。
當高流速時,室內噪音將會相當大且維修費高。
風速為50 ft/min且僅有一人時,可獲得滿意的微塵粒子計數。
若有數個人時,風速須90 ft/min至100 ft/min才足以控制微塵粒子之污染。
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The Basis of Cleanroom Standards(無塵室標準的基礎)
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微塵粒子尺寸
測量的單位為微米(micrometer)(1μm =10-6m)
人 類 頭 髮 的 尺寸,直徑大約介於70-100μm 。
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空氣的潔淨度(cleanliness)區分等級聯邦標準209(A至D)之定義是每立方英呎的空氣中所含有≧0.5μm的微塵粒子數。
聯邦標準209(E版本)用公制的命名法 。
ISO 14644-1標準很快地被各國採用。
依照ISO 14644-1標準作為無塵室分類之規範,並附有聯邦標準209分類之規範,例如:ISO Class 5(Class 100)。
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Federal Standard 209 (美國聯邦標準209,Fed 209或FS 209 )
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早期美國聯邦標準209(A至D)Fed 209法規
發表年月
制定或修正內容
Fed 209 1963年12月 1. 無塵室與工作站的需求及環境控制 。
Fed 209A 1966年8月
1.無塵室等級分類:0.5μm Class 100、10000、100000。2.無塵室設計,層流與非層流。3.無塵室量測方法,項目包括:氣流速度、壓力、溫度、相對溼度、震動、噪音、換氣次數。
Fed 209B 1973年4月
1.修正氣流速度。2.修正相對溼度。3.增加Class1000。
Fed 209C 1987年10月
1.修正無塵室等級,增加Class1與Class10。2.明確定義微塵粒子量測位置、粒徑、取樣時間、樣品數。
Fed 209D 1988年6月 1.修正209C之印刷錯誤。
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每立方英呎之空氣中所含有≧0.5μm粒徑的微塵粒子數。“無塵室與工作站的需求及環境控制”
( Cleanroom and Work Station Requirements, Controlled Environments)
聯邦政府標準209D之規範
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美國聯邦標準209E
Fed 209法規
發表年月
制定或修正內容
Fed 209E
1992年9月
1.採用公制單位,為明確表示,於無塵室等級前加M字母。2.明確定義ClassM1與ClassM7
廢止Fed 209 2001年
11月 1.停止使用209E,改使用ISO-14644
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美國聯邦標準209E
增加公制單位表示室內微塵粒子的濃度,即每立方公尺(m3)為標準。定義以量測每立方公尺之空氣中含有≧0.5μm粒徑之微塵粒子數為基礎。對量測到的微塵粒子總數取對數,所得之值即為公制單位分類之等級 。
M3等級每立方公尺之空氣中所含有≧0.5μm粒徑之微塵粒子不得超過1000顆,而對1000取對數即得到3,即為M3等級之無塵室。
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聯邦標準209E對無塵室等級分類之規範
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ISO Standard 14644-1(國際標準化組織ISO 14644-1標準)
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國際標準化組織ISO 14644-1標準
國際標準化組織(International Organization for Standardization, ISO)。
ISO 14644-1標準發表於1999年,其標題命名為‘‘空氣潔淨度之等級’’(Classification of Air Cleanliness),並且提供了無塵室分類之方法。
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ISO分類方程式:
Cn:微塵粒子濃度。N:為潔淨度等級。D:微塵粒子粒徑,單位為微米(μm)。0.1:是一常數,單位為微米(μm)。
08.21.010 ⎥⎦⎤
⎢⎣⎡×=
DC Nn
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Ex:ISO 5(Class 100)@ 0.3 μm
Ex:ISO 5(Class 100)@ 0.5 μm
個352035175.01.010
08.25 ≅=⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛×=Cn
個10200101763.01.010
08.25 ≅=⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛×=Cn
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ISO標準之等級是跨越聯邦標準209之等級 。如1 m3的微塵粒子數是根據35.2個粒子數來劃分時,轉換為1 ft3,相當於聯邦標準209之分類標準的級數(針對0.5μm粒子)。
相同等級的FS 209與ISO 14644-1標準的比較
註:ISO Class – 3 = FS Class 之次方
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特定ISO等級粒子濃度極限之圖形表示
無塵室內最大容 許 之 粒 子數,是依據所考慮之微塵粒子粒徑及要求之等級而定。
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三種不同的操作狀態(occupancy state)
完工時(As built)建造完成,無工作人員與設備
設備進機完成(At rest)已完工 ,有設備無工作人員
正式運轉中(Operational)進行正常地運轉,有設備有工作人員
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半導體工業無塵室所採用之微塵粒子粒徑超出時的方法,即超微細(≦0.1μm)之微塵粒子。粒徑較大之微塵粒子(≧5μm)之量測大部份應用於一般工業。
M 的 敘 述 方 法 是 針 對 包 含 較 大 微 塵 粒 子(macroparticles):
M(a;b); ca:是每立方公尺所容許之最大微塵粒子數。b:是等效直徑。c:是指定量測之方法。
如,M(1,000;10μm-20μm); 在使用微小尺寸與計數後之多級衝擊法,而超微細之微塵粒子的分類方法亦類似。
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Pharmaceutical Cleanroom Classification(製藥用無塵室之分類)
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歐盟之優良產品製造法規
1997年 , “歐盟醫藥產品管理法規,第四卷中,人類及家畜用之醫藥產品優良產品製造法規” 。歐盟之優良產品製造法規(European Union Guide to Good Manufacturing Practice, EU GGMP) 。無菌醫藥產品製造之潔淨度區分為四個等級(Grade) 。
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EU GGMP對於無菌醫藥產品製程的分類
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B、C及D之等級,決定換氣次數時,要考慮無塵室空間大小、製程設備及人員多寡的問題。
A、B及C等級的系統,應裝設過濾HEPA。在at-rest之狀態時,對於微塵粒子之最大允許值相當於聯邦標準209E、ISO法規分類原則。A、B等級約Class 100、M 3.5及ISO 5。C等級約Class 100,000、M 6.5及ISO 8。僅需在無塵室完成運轉(operational)後,經過15-20分鐘(建議值)的短暫清理(clean up)後,就能實現‘at-rest’狀態下的限制值。
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無塵室各種操作所需條件之例子
運作中的A等級之區域內,當有藥品或開放性容器暴露於環境中時,要立即地控制微塵粒子的條件以維持其在一定的標準範圍內。
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微生物污染之建議值
微生物之監測在生產期間亦必須加以進行,以保持無塵室內的微生物潔淨度。
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製藥用無塵室內須有一個隔離區(isolator)之設計,用以防範污染並達成不同等級要求之無塵室。
潔淨之隔離區應該加以控制,並且無菌製程至少應在D等級以上。使用在無菌生產製藥業的‘吹-填-封’(blow/fill/seal)工作檯設備
加裝一高效率等級A的空氣浴塵(air shower)設備安裝在至少C等級之環境穿著等級A或B之服裝。
環境在‘at rest’操作狀態下須遵守有運轉及無運轉時之限制,在‘operational’操作狀態下,僅須遵守有運轉時之限制即可。
藥品生產之終端殺菌的設備應安裝於D等級以上環境
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經由無菌處理之無菌藥品製造準則
1981年,美國食品藥物管理局(Food and Drug Administration, FDA)
無菌處理製程時,定義影響藥品品質區域。
關鍵區域(critical area)經殺菌藥劑、容器及密閉空間等所直接暴露的環境空間
控制區域(controlled area)針對未消毒之產品、處理中之材料及容器等而準備的區域
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關鍵區域(critical area)空氣在接近暴露於消毒容器或空間時,以及藥品充填或密封操作時,空氣微塵粒子品質
1ft3之空氣中所含有≧0.5μm粒徑之微塵粒子不得超過100個(Class 100)。
測量點距離充填或密封工作點上游不超過1ft以上。
HEPA過濾網所供給的層流空氣,必須擁有足夠的風速帶走充填或密封區域內的微塵粒子。
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關鍵區域(critical area)
90 ft/min(±20%)的風速是較適當的。
空氣應該擁有高品質的微生物控制,每10立方英呎的落菌數不超過1個群集形成單位(colony forming unit, cfu)為準則。
須與鄰近的潔淨區域維持正壓差,一般此壓差以0.05英吋水柱高為原則。(12-13 Pa)1 mmH2O=10 Pa
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控制區域(controlled area)空氣在接近暴露於消毒容器或空間以及藥品充填或密封操作時,空氣微塵粒子品質
1ft3之空氣中所含≧0.5μm粒徑之微塵粒子不得超過100,000個(Class 100,000)。
量測點應在工作期間且臨近暴露於環境之物品旁。
微生物的品質,每10ft3的落菌數不超過25 cfu。
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控制區域(controlled area)
足夠之風量以及與鄰近非控制區域維持正壓差。
氣流風量必須達到至少每小時20次的換氣次數。
壓差方面,一般至少須有0.05英吋水柱高之壓差(所有門均關閉時)。當門開啟時,則向外流動的氣流應該供應足以減小污染進入的量。
Cleanroom Classification Standards(無塵室分類的標準 ) The History�(歷史沿革) 歷史沿革Why?The Basis of Cleanroom Standards�(無塵室標準的基礎) 微塵粒子尺寸 空氣的潔淨度(cleanliness)區分等級 Federal Standard 209 �(美國聯邦標準209,Fed 209或FS 209 ) 早期美國聯邦標準209(A至D) 美國聯邦標準209E 美國聯邦標準209E聯邦標準209E對無塵室等級分類之規範 ISO Standard 14644-1�(國際標準化組織ISO 14644-1標準) 國際標準化組織ISO 14644-1標準 ISO分類方程式:特定ISO等級粒子濃度極限之圖形表示 三種不同的操作狀態(occupancy state) Pharmaceutical Cleanroom Classification�(製藥用無塵室之分類) 歐盟之優良產品製造法規 EU GGMP對於無菌醫藥產品製程的分類 無塵室各種操作所需條件之例子 微生物污染之建議值 經由無菌處理之無菌藥品製造準則 關鍵區域(critical area)關鍵區域(critical area)控制區域(controlled area)控制區域(controlled area)