Cleanroom Classification Standards（無塵室分類的標準）

The History（歷史沿革）

3-3

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。

3-4

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。

The Basis of Cleanroom Standards（無塵室標準的基礎）

3-6

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 。

3-7

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）。

Federal Standard 209 （美國聯邦標準209，Fed 209或FS 209 ）

3-9

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。

3-10

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

3-12

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。

3-13

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）

3-15

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。

3-16

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

3-17

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

3-18

3-19

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

3-20

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。

3-21

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

3-22

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。

Pharmaceutical Cleanroom Classification（製藥用無塵室之分類）

3-24

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） 。

3-25

EU GGMP對於無菌醫藥產品製程的分類

3-26

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。

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。

3-28

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。

3-29

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

3-30

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

3-31

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。

3-32

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

3-33

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。

3-34

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。

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