Aerosol คืออะไร? บทบาทสำคัญใน Cleanroom Testing ที่ต้องรู้

What is an aerosol in cleanroom testing? Explaining PAO, DOP, Hot/Cold Generators, Photometers, and Particle Counters in Filter Leak Tests per NEBB and ISO 14644 standards.

การทดสอบห้องคลีนรูม (Cleanroom Testing) หรือที่เรียกตามมาตรฐาน NEBB ว่า Cleanroom Performance Testing (CPT) เป็นขั้นตอนสำคัญสำหรับอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ เซมิคอนดักเตอร์ และการแพทย์ หนึ่งในการทดสอบหลักคือการตรวจสอบรั่วไหลของแผ่นกรอง HEPA ซึ่งต้องอาศัย Aerosol เป็นสารตรวจสอบ แล้ว Aerosol คืออะไร? ทำงานอย่างไร? และมีเครื่องมืออะไรที่ใช้วัดบ้าง? บทความนี้อธิบายครบในที่เดียว

เลือกอ่าน

Aerosol คืออะไร?

Aerosol คือ สสารในสถานะของแข็งหรือของเหลวที่มีขนาดอนุภาคเล็กมาก แขวนลอยกระจายตัวอยู่ในอากาศหรือก๊าซ โดยทั่วไปมีขนาดอนุภาคตั้งแต่ 0.001 ถึง 100 ไมครอน ตัวอย่างที่พบในชีวิตประจำวัน ได้แก่ ฝุ่น ควัน หมอก และละอองน้ำ ในบริบทของการทดสอบคลีนรูม Aerosol หมายถึงอนุภาคน้ำมันขนาดจิ๋วที่ถูกสร้างขึ้นเพื่อใช้เป็นสารตรวจสอบความสมบูรณ์ของแผ่นกรอง HEPA

โครงสร้างทางเคมีของ Polyalphaolefin (PAO) สาร Aerosol มาตรฐานที่ใช้ใน Filter Leak Test ของ HEPA Cleanroom

PAO คืออะไร? ทำไมจึงใช้ใน Cleanroom Testing?

ในการทดสอบห้องคลีนรูม สาร Aerosol ที่นิยมใช้มากที่สุดในปัจจุบันคือ PAO หรือ Polyalphaolefin ซึ่งเป็นน้ำมันสังเคราะห์ (Synthetic Oil) ชนิดหนึ่งที่มีคุณสมบัติโดดเด่นหลายประการ จนกลายมาเป็นมาตรฐานสากลของวงการ

PAO มีความบริสุทธิ์สูง ปลอดภัยต่อผู้ปฏิบัติงานและอุปกรณ์ภายในห้องคลีนรูม ราคาแพงกว่าน้ำมันทั่วไป แต่คุ้มค่าในแง่ความปลอดภัยและความแม่นยำของผลการทดสอบ กระบวนการสร้าง PAO เริ่มจากการนำ Dec-1-ene มาผ่านกระบวนการ Polymerisation ด้วย Catalyst จนได้สาร PAO ที่มีโครงสร้างโมเลกุลเหมาะสมสำหรับการทดสอบ

เมื่อนำ PAO ผ่าน Generator ที่ให้ความร้อน PAO จะแตกตัวกลายเป็นไอและละอองขนาด 0.3 ไมครอน ก่อนถูกส่งเข้าสู่ระบบอากาศของคลีนรูมหรือ ระบบ HVAC เพื่อทดสอบว่าแผ่นกรอง HEPA มีรอยรั่วหรือไม่

เครื่อง Aerosol Photometer รุ่น 2i ใช้วัดค่า PAO ใน Filter Leak Test ของ HEPA Filter ในห้องคลีนรูม

DOP vs PAO — ทำไมวงการจึงเปลี่ยนมาใช้ PAO?

ในอดีต การทดสอบคลีนรูมใช้สาร DOP (Dioctylphthalate) เป็น Aerosol หลัก แต่ภายหลังพบว่า DOP มีความเป็นพิษและเป็นอันตรายต่อสุขภาพ จึงถูกแบนในหลายประเทศ ปัจจุบันอุตสาหกรรมได้เปลี่ยนมาใช้ PAO เป็นมาตรฐานสากลแทน

หัวข้อเปรียบเทียบ DOP (Dioctylphthalate) PAO (Polyalphaolefin)
ความปลอดภัย ❌ เป็นพิษ ถูกแบนหลายประเทศ ✅ ปลอดภัย ไม่เป็นพิษ
สถานะการใช้งาน ❌ ไม่แนะนำ / ถูกแบน ✅ มาตรฐานสากลปัจจุบัน
ความเป็นมิตรกับอุปกรณ์ ❌ อาจทำลายอุปกรณ์ ✅ ปลอดภัยต่ออุปกรณ์
ราคา ต่ำกว่า สูงกว่า แต่คุ้มค่า
มาตรฐานรองรับ เก่า ล้าสมัย NEBB, ISO 14644

หลักการทำงานของ Aerosol ในการทดสอบรั่วไหล HEPA Filter (Filter Leak Test)

Filter Leak Test คือการตรวจสอบว่า แผ่นกรอง HEPA หรือ ULPA ที่ติดตั้งในห้องคลีนรูมมีรอยรั่วหรือไม่ โดยการปล่อย Aerosol (PAO) เข้าสู่ระบบ แล้วใช้เครื่องมือตรวจวัดว่ามีอนุภาคผ่านออกมาจากด้านหลังแผ่นกรองหรือเปล่า การปล่อย Aerosol ทำได้ 2 วิธีหลัก ดังนี้

Hot Generator สำหรับผลิต PAO Aerosol ใช้ทดสอบรั่วไหลของ HEPA Filter ในระบบ HVAC ขนาดใหญ่

1) การใช้ Hot Generator

Hot Generator ทำงานโดยการเปลี่ยนสถานะของ PAO จากน้ำมันเป็นไอ ด้วยการใช้ความร้อนสูงถึง 450 องศาเซลเซียส ภายในตัวเครื่อง Generator จากนั้น PAO จะแตกตัวกลายเป็นละอองขนาดจิ๋วและถูกปล่อยเข้าสู่ระบบ HVAC หรือระบบบำบัดอากาศเพื่อทดสอบรั่วไหลของแผ่นกรอง HEPA

ข้อมูลสำคัญ Hot Generator:

  • เหมาะกับระบบ HVAC ขนาดใหญ่ที่มีอัตราการไหลของอากาศ 6,500–65,000 CFM
  • ให้ Aerosol ที่กระจายตัวสม่ำเสมอในปริมาณสูง
  • เหมาะสำหรับคลีนรูมขนาดใหญ่ในโรงงานอุตสาหกรรม

2) การใช้ Cold Generator (Laskin Nozzle)

Cold Generator ใช้เทคนิคที่เรียกว่า Laskin Nozzle ซึ่งตั้งชื่อตามนักวิทยาศาสตร์ผู้คิดค้นวิธีการนี้ โดยการเป่าลมอัดผ่านหัวฉีด (Nozzle) เล็กๆ ลงในน้ำมัน PAO ทำให้เกิดฟองและละอองขนาดจิ๋วที่ออกมาพร้อมกระแสอากาศ ก่อนถูกส่งเข้าสู่ระบบ HVAC

ข้อมูลสำคัญ Cold Generator:

  • เหมาะกับระบบ HVAC ขนาดเล็กถึงปานกลาง ที่มีอัตราการไหลของอากาศ 450–1,600 CFM
  • เหมาะสำหรับคลีนรูมในห้องปฏิบัติการ โรงพยาบาล หรืองานที่ต้องการความละเอียดสูง
Discrete Particle Counter (DPC) ใช้ตรวจวัดอนุภาค Aerosol หลัง HEPA Filter ใน Cleanroom Testing

เครื่องมือวัดค่า Aerosol ใน Cleanroom Testing

เมื่อปล่อย Aerosol เข้าระบบแล้ว จำเป็นต้องใช้เครื่องมือเพื่อตรวจวัดว่าอนุภาค PAO รั่วผ่านแผ่นกรองออกมาหรือไม่ เครื่องมือหลักที่ใช้มี 3 ประเภท ดังนี้

  1. Aerosol Photometer วัดความเข้มข้นของอนุภาค Aerosol (น้ำมัน PAO) โดยอาศัยการวัดแสงที่กระทบอนุภาค เป็นเครื่องมือพื้นฐานที่ใช้แพร่หลายในการทดสอบ Filter Leak Test
  2. Discrete Particle Counter (DPC) เครื่องนับอนุภาคแบบแยกอนุภาคทีละตัว ให้ผลการวัดที่ละเอียดและแม่นยำกว่า Photometer โดยวัดจำนวนอนุภาคตามขนาดต่างๆ เป็นวิธีที่ใช้ยืนยันผลการทดสอบ
  3. Aerosol Dilution System ในกรณีที่ความเข้มข้นของ Aerosol สูงเกินไปสำหรับเครื่อง Particle Counter จะใช้ระบบ Dilution เพื่อเจือจาง Aerosol ก่อนส่งเข้าเครื่องวัด เพื่อรักษาคุณภาพและอายุการใช้งานของเครื่องมือ

มาตรฐานที่เกี่ยวข้องกับการทดสอบด้วย Aerosol

การทดสอบ Filter Leak Test ด้วย Aerosol ต้องปฏิบัติตามมาตรฐานสากลที่เป็นที่ยอมรับ ได้แก่:

  • NEBB (National Environmental Balancing Bureau), — มาตรฐานอเมริกันที่ครอบคลุมขั้นตอนการทดสอบ Cleanroom Performance Testing (CPT) อย่างละเอียด VOV International เป็นบริษัทที่ได้รับการรับรองจาก NEBB (Reg. No. CR 3385)
  • ISO 14644 — มาตรฐานสากล ISO สำหรับ Cleanroom และ Controlled Environment ที่กำหนดวิธีการทดสอบและเกณฑ์ความสะอาด

การทดสอบตามมาตรฐานเหล่านี้ทำให้มั่นใจได้ว่าผลการทดสอบมีความน่าเชื่อถือ สามารถนำไปอ้างอิงในเชิงกฎหมายและการรับรองคุณภาพได้ในระดับสากล

ทีม VOV International กำลังทดสอบรั่วไหลของ HEPA Filter (Filter Leak Test) ในห้องคลีนรูม ตามมาตรฐาน NEBB

ขั้นตอนการทดสอบรั่วไหล HEPA Filter ด้วย Aerosol

01

เตรียมระบบ

ติดตั้ง HEPA Filter ให้ครบถ้วนและตรวจสอบความเรียบร้อยของระบบ HVAC ทั้งหมดก่อนเริ่มดำเนินการ

02

เลือก Generator

พิจารณาขนาด CFM ของระบบอากาศเพื่อเลือกใช้เครื่องกำเนิดควันแบบ Hot Generator หรือ Cold Generator (Laskin Nozzle) ให้เหมาะสม

03

ปล่อย Aerosol

ส่งสาร PAO Aerosol เข้าสู่ระบบอากาศในตำแหน่งด้าน Upstream ของ HEPA Filter เพื่อใช้ในการทดสอบ

04

สแกนตรวจสอบ

ใช้เครื่อง Photometer หรือ Particle Counter สแกนด้าน Downstream ทั่วพื้นผิวแผ่นกรองและขอบเฟรมเพื่อหาจุดรั่วไหล

05

บันทึกผล

หากพบค่าการรั่วไหลเกินเกณฑ์ที่กำหนด ต้องดำเนินการซ่อมแซมหรือเปลี่ยนแผ่นกรองใหม่และทำการทดสอบซ้ำจนกว่าจะผ่านเกณฑ์

06

ออกรายงาน

สรุปผลการทดสอบอย่างละเอียดพร้อมเอกสารรับรองตามมาตรฐานสากล NEBB และ ISO 14644

คำถามที่พบบ่อย (FAQ)

Aerosol ที่ใช้ในการทดสอบคลีนรูมคืออะไร?

Aerosol ที่ใช้ใน Cleanroom Testing คือ PAO (Polyalphaolefin) ซึ่งเป็นน้ำมันสังเคราะห์ที่ถูกแปลงให้กลายเป็นละอองขนาดเล็กมาก (ประมาณ 0.3 ไมครอน) ด้วย Generator แล้วนำไปใช้เป็นสารตรวจสอบรั่วไหลของแผ่นกรอง HEPA ใน Filter Leak Test PAO ปลอดภัย ไม่เป็นพิษ และเป็นมาตรฐานสากลที่ยอมรับทั่วโลก

ทำไมต้องเปลี่ยนจาก DOP มาใช้ PAO?

DOP (Dioctylphthalate) ถูกใช้เป็น Aerosol ในการทดสอบคลีนรูมมาก่อน แต่ถูกพิสูจน์ว่าเป็นพิษและเป็นอันตรายต่อสุขภาพของผู้ปฏิบัติงาน จึงถูกแบนในหลายประเทศ PAO จึงถูกนำมาใช้แทนเพราะมีความปลอดภัยสูงกว่า ให้ผลการทดสอบที่แม่นยำ และได้รับการรับรองจากมาตรฐาน NEBB และ ISO 14644

Hot Generator กับ Cold Generator (Laskin Nozzle) ต่างกันอย่างไร?

Hot Generator ใช้ความร้อนสูง 450°C แปลง PAO เป็นละอองไอ เหมาะกับระบบ HVAC ขนาดใหญ่ 6,500–65,000 CFM ส่วน Cold Generator หรือ Laskin Nozzle ใช้การเป่าลมอัดผ่านหัวฉีดลงในน้ำมัน PAO เหมาะกับระบบขนาดเล็ก 450–1,600 CFM เช่น ห้องปฏิบัติการและโรงพยาบาล

ใช้เครื่องมืออะไรวัดค่า Aerosol ในการทดสอบ HEPA Filter?

มีเครื่องมือหลัก 2 ประเภทคือ Aerosol Photometer ซึ่งวัดความเข้มข้นของอนุภาค PAO โดยรวม และ Discrete Particle Counter (DPC) ที่นับอนุภาคทีละตัวตามขนาด ให้ผลแม่นยำสูง นอกจากนี้ยังมี Aerosol Dilution System สำหรับกรณีที่ความเข้มข้นสูงเกินขีดจำกัดของเครื่องวัด

Filter Leak Test สำคัญแค่ไหน? ต้องทดสอบบ่อยแค่ไหน?

Filter Leak Test เป็นการทดสอบที่ขาดไม่ได้ใน Cleanroom Performance Testing (CPT) เพราะหาก HEPA Filter มีรอยรั่วเพียงเล็กน้อย อนุภาคจะปนเปื้อนเข้ามาในห้องคลีนรูมโดยที่ตาเปล่าไม่สามารถมองเห็นได้ ตามมาตรฐาน NEBB และ ISO 14644 แนะนำให้ทดสอบอย่างน้อยปีละ 1 ครั้ง หรือทุกครั้งหลังการเปลี่ยนแผ่นกรองหรือซ่อมบำรุง

สรุป

Aerosol โดยเฉพาะ PAO (Polyalphaolefin) คือหัวใจสำคัญของการทดสอบ Filter Leak Test ในห้องคลีนรูม การเลือกวิธีการปล่อย Aerosol (Hot Generator หรือ Cold Generator) และเครื่องมือวัด (Photometer หรือ DPC) ที่เหมาะสมกับขนาดระบบ HVAC และประเภทงาน จะช่วยให้ผลการทดสอบมีความแม่นยำและน่าเชื่อถือตามมาตรฐาน NEBB และ ISO 14644

หากต้องการให้ทีมผู้เชี่ยวชาญของ VOV ดูแล การทดสอบคลีนรูม หรือปรึกษาเรื่อง การก่อสร้างคลีนรูมแบบ Turnkey สามารถติดต่อเราได้ที่นี่ เพื่อรับคำปรึกษาฟรีและข้อมูลเพิ่มเติม

Share the Post:

บทความที่เกี่ยวข้อง