洁净室等级划分是整个净化工程的核心,它直接决定了设计、施工、运行和监控的所有标准。目前全球存在两大主流标准体系:国际标准ISO 14644 和 联邦标准FS 209E(已废止但影响深远),而医药、医疗等行业则在ISO基础上衍生出GMP标准。
下图清晰地展示了不同标准体系下的等级对应关系与核心应用领域,帮助您建立全局认知:
ISO 14644-1 等级划分(国际通用)
ISO 14644-1 是目前全球通行的、*权威的洁净室国际标准。它根据每立方米空气中悬浮粒子的浓度来划分等级。
ISO 等级 | 每立方米空气中允许的颗粒数(≥0.1µm) | 每立方米空气中允许的颗粒数(≥0.5µm) | 大致对应的FS 209E 等级 |
ISO 1 | ≤ 10 | ≤ 2 | — |
ISO 2 | ≤ 100 | ≤ 24 | — |
ISO 3 | ≤ 1,000 | ≤ 237 | Class 1 |
ISO 4 | ≤ 10,000 | ≤ 2,370 | Class 10 |
ISO 5 | ≤ 100,000 | ≤ 23,700 | Class 100 |
ISO 6 | ≤ 1,000,000 | ≤ 237,000 | Class 1,000 |
ISO 7 | — | ≤ 352,000 | Class 10,000 |
ISO 8 | — | ≤ 3,520,000 | Class 100,000 |
ISO 9 | — | ≤ 35,200,000 | 普通房间 |
关键解读:
等级数字越小,洁净度越高。ISO 3级比ISO 8级干净得多。
≥0.5µm的颗粒是*常用的衡量指标。
ISO 5级是许多关键操作的“门槛”级别。
ISO 9级其实就是普通房间,不能称为真正的“洁净室”。
GMP A/B/C/D 级划分(行业特定标准):
对于医药、医疗器械、无菌食品等行业,除了控制尘埃粒子,微生物(细菌、真菌)的数量是至关重要的监控指标。因此,它们在ISO标准的基础上,增加了微生物限度,形成了特有的A/B/C/D分级系统。
洁净度级别 | 大致对应的ISO等级 | 悬浮粒子标准(≥0.5µm, /m³) | 微生物监控动态标准 | 应用行业 |
A级 | ISO 5 | 3,520 | <1 (CFU/m³) | 医药、医疗器械、食品 |
B级 | ISO 5 (背景) | 3,520 | 5 (CFU/碟) | 医药、医疗器械、食品 |
C级 | ISO 7 | 352,000 | 25 (CFU/碟) | 医药、医疗器械、食品 |
D级 | ISO 8 | 3,520,000 | 50 (CFU/碟) | 医药、医疗器械、食品 |
> 注:微生物标准包括浮游菌、沉降菌、表面微生物等,上表仅为沉降菌的示例。具体标准需查阅**的GMP法规。
各等级典型应用场景
ISO 1-3级 (超高端):极少见,用于前沿的纳米技术、量子计算、**半导体研发。
ISO 4-5级 (Class 10-100):
半导体:晶圆制造、光刻、蚀刻。
医药:无菌制剂灌装、A级层流罩/隔离器内部。
医疗:高风险植入物(如心脏瓣膜)生产。
生物实验室:细胞培养、基因测序。
ISO 6-7级 (Class 1,000-10,000):
半导体:封装、测试。
显示面板:阵列(Array)、成盒(Cell)制程。
医药:C级区,无菌产品装配、内包装。
医疗器械:大部分植入式器械(如关节、支架)的组装。
食品:无菌乳制品、饮料的灌装环境。
ISO 8级 (Class 100,000):
电子:LED封装、SMT贴片线、一般组装。
医药:D级区,物料清洗、准备、非无菌产品生产。
医疗器械:初包装、低风险器械生产。
食品:内包装材料清洗、高风险食品内包。
受控环境(无等级):
所有行业:外包装区域、仓库、走道。需控制温湿度、粉尘,但无严格粒子计数要求。
影响洁净室等级的关键工程要素
1. 气流模式:
单向流(层流):空气以均匀的流速和方向平行流动,像一道“风墙”持续清除污染物。用于ISO 1-5级等高要求区域。
非单向流(乱流):利用高效过滤器顶送侧回,通过稀释作用降低污染。用于ISO 6-8级等区域。
2. 换气次数:
单位时间内室内空气的更换次数。等级越高,换气次数越大。
ISO 6级:70-160次/小时
ISO 7级:30-70次/小时
ISO 8级:10-20次/小时
3. 压差控制:
洁净室必须维持正压,防止外部污染空气侵入。
不同等级区域之间要保持5-15Pa的压差梯度,确保气流从更洁净的区域流向次洁净的区域。
4. 空气处理系统:
核心是高效空气过滤器(HEPA) 或超高效空气过滤器(ULPA),用于捕捉空气中的颗粒物。
如何选择合适的等级?
选择洁净室等级的根本原则是“基于风险” 和 “适合用途”。
1. 你的产品/工艺特性是什么?
怕微粒(如芯片、液晶面板)→ 参考 ISO 标准。
怕微生物(如药品、食品、手术器械)→ 参考 GMP A/B/C/D 标准。
2. 你的关键操作是什么?
操作是否敞开?是否直接接触产品?风险越高,所需的洁净度等级就越高。
3. 预算与运营成本:
等级每提高一级,初投资和后期运行的能耗、维护成本都会呈指数级增长。应在满足要求的前提下,选择*经济合理的等级。
建议:在项目初期,**与工艺工程师、质量部门及专业的净化工程公司共同评估,*终确定*适合的洁净度等级方案。