上面四個數字，是浚淵先進半導體級 PP 薄膜式濾心（精度 5 nm、10 吋 2-222 平頭、新品）的金奈米粒子挑戰測試結果，經工研院（ITRI）第三方認證。數字本身很好看，但對製程工程師和採購來說，真正有用的是看懂它：99.41% 是在什麼條件下測的、換成穿透量是多少、跟其他濾心標示的「5 nm」能不能直接比。這篇把這組數據拆開來講。
- 為什麼奈米級濾效要用金奈米粒子來測？
- 這組數據是在什麼條件下測的？
- 99.41% 代表什麼？換算成穿透率與 LRV
- 標示精度差一檔，5 nm 粒子的穿透量差多少？
- 為什麼 20 nm 的濾效反而比 5 nm 略低？
- 比較濾效數字前，先問這 6 個問題
- 5 nm PP 薄膜濾心適合用在哪裡？
- 常見問題
為什麼奈米級濾效要用金奈米粒子來測？
微米級濾心的濾效，可以用液體微粒計數器直接數上下游的顆粒數。但粒子越小，散射出來的光越弱 —— 在瑞利散射範圍內，散射光強度大約與粒徑的六次方成正比，粒徑縮小 10 倍，訊號就弱了 100 萬倍。到了個位數奈米，光學方法已經很難直接計數，必須換一種「看得見」的方式。
金奈米粒子（Gold Nanoparticles，簡稱 GNP 或 AuNP）是目前奈米級濾效測試常用的挑戰粒子，原因有四個：
想了解從微米到奈米的完整測試方法，可以參考〈液體濾心濾效怎麼定義？從常規到奈米級的測試方法差異〉。
這組數據是在什麼條件下測的？
濾效數字一定要連同測試條件一起看。這組數據的條件如下：
| 項目 | 條件 |
|---|---|
| 待測濾心 | 奈米級 PP 先進薄膜式濾心，精度 5 nm |
| 濾心形式 | 10 吋 cartridge，2-222 平頭 |
| 濾材 | PP |
| 濾心狀態 | 新品（剛製作完成的濾心） |
| 挑戰粒子 | 5 nm 與 20 nm 金奈米粒子，兩種粒徑分別測試 |
| 上游濃度 | 通入系統的金濃度 500 ppt |
| 取樣方式 | 上下游各取三瓶，計算平均值與標準差 |
| 數據驗證 | 工研院第三方認證 |
99.41% 代表什麼？換算成穿透率與 LRV
濾效到了 99% 以上，百分比看起來都差不多。這時改用穿透率與 LRV（Log Reduction Value，對數下降值）來看，差距才會浮現。
濾效 ＝（1 − 下游濃度 ÷ 上游濃度）× 100%
穿透率 ＝ 100% − 濾效
LRV ＝ log₁₀（上游濃度 ÷ 下游濃度）＝ −log₁₀（穿透率）
（算 LRV 時穿透率要用小數，例如 0.59% 代入 0.0059）
| 挑戰粒徑 | 濾效（平均） | 標準差 | 穿透率 | LRV | 下游金濃度（推算） |
|---|---|---|---|---|---|
| 5 nm | 99.41% | 0.18% | 0.59% | 2.23 | 約 2.95 ppt |
| 20 nm | 99.08% | 0.04% | 0.92% | 2.04 | 約 4.6 ppt |
下游金濃度是用上游 500 ppt 與平均濾效反推，只用來說明量級，並非報告中的原始量測值。
換成直覺的說法：每 1,000 顆 5 nm 金粒子，大約有 6 顆穿過濾心。把常見的濾效數字排在一起，就能看出 LRV 的意義：
| 濾效 | 穿透率 | LRV | 每 1,000 顆粒子穿過 |
|---|---|---|---|
| 90% | 10% | 1 | 100 顆 |
| 95% | 5% | 1.3 | 50 顆 |
| 99% | 1% | 2 | 10 顆 |
| 99.41% | 0.59% | 2.23 | 約 6 顆 |
| 99.9% | 0.1% | 3 | 1 顆 |
標示精度差一檔，5 nm 粒子的穿透量差多少？
浚淵半導體級 PP 薄膜式濾心的產品頁上，另有一組以超純水條件實測的數據：10 nm 等級濾心的 GNP 10 nm 濾效 95%、GNP 5 nm 濾效 90%。把同一條 PP 薄膜產品線的兩個精度放在一起，看同樣 5 nm 的金粒子各穿過多少：
兩組數據來自不同的測試，條件未必完全相同，這裡只用來說明趨勢。
面對同樣 5 nm 的金粒子，10 nm 等級濾心放過 10%，5 nm 等級只放過 0.59%，穿透量相差約 17 倍。
這組對照也說明了另一件事：精度標示沒有統一的定義。上面的 10 nm 等級濾心，在 10 nm 粒子的濾效是 95%，不是 99.9%。各家濾心標示的「X nm」是以多少濾效來定義、用什麼粒子測，都可能不同。所以比較兩支濾心時，不要只看精度標示，要看在同一個挑戰粒徑下的濾效或 LRV。選精度的方法可以參考〈液體濾心精度怎麼選？從需求判斷適合的過濾精度〉。
為什麼 20 nm 的濾效反而比 5 nm 略低？
照直覺，粒子越大越好攔，20 nm 的濾效應該比 5 nm 高。這組數據卻是 99.08% 對 99.41%。仔細看，有幾件事值得注意：
- 差距明顯大於取樣的變異。兩組三瓶取樣的標準差只有 0.18% 與 0.04%，重複性很好；0.33 個百分點的差距明顯大於標準差，比較可能來自兩組測試之間的系統性差異，而不是取樣運氣。
- ICP-MS 量的是「總金量」。儀器分不出金是以奈米粒子還是溶解態金離子的形式存在。金奈米粒子由金鹽還原製成，挑戰液裡如果殘留微量溶解態的金，這部分不論濾膜孔徑多小都會穿過，而 5 nm 與 20 nm 兩種標準液的含量不一定相同。
- 濾效在 99% 以上時，很小的本底就能左右結果。以上游 500 ppt 計算，只要某一組挑戰液多帶約 1.6 ppt 無法被篩除的金，就足以造成 0.33 個百分點的差距。
- 兩組是分開配製、分開跑的測試。不同粒徑標準液的表面穩定劑，以及粒子與膜面之間的吸附作用，都可能不一樣。
比較濾效數字前，先問這 6 個問題
拿到任何一份奈米級濾效報告，無論是哪家濾心，都可以用下面這張清單檢查：
- 挑戰粒子是什麼？金、PSL（聚苯乙烯微球）、SiO₂ 的表面性質不同，與膜面的吸附作用也不同，數字不能直接互換。
- 挑戰粒徑多大？「5 nm 等級濾心的濾效」和「濾心對 5 nm 粒子的濾效」是兩件事。
- 上游濃度多少？下游量到的值離偵測極限多遠？有沒有量測或扣除挑戰液本身的溶解態本底？
- 用什麼流體、多大流量測？超純水中的結果，不一定等於實際製程藥液中的結果。
- 是新品還是沖洗後的濾心？每組取樣幾次？有沒有報標準差？
- 誰測的？第三方數據與自家數據的份量不同；報告是否完整揭露粒子規格、化學基質、流量與取樣方式。
浚淵的奈米級濾心攔截效率測試服務，可以在客戶指定的化學基質與流量下，以 5–60 nm 等級的金奈米粒子、PSL 與 SiO₂ 標準粒子挑戰濾心，上下游各取三瓶，報告同時列出平均值、標準差與完整測試條件。
5 nm PP 薄膜濾心適合用在哪裡？
這支濾心的定位是半導體前段化學品的終端過濾，以及原料預過濾。PP 的優勢是成本與環保，耐溫約至 80 °C，化學相容範圍涵蓋下列兩大類：
純水與各式稀酸、稀鹼
有機溶劑製程化學品
常見問題
5 nm 濾心為什麼不用液體微粒計數器驗證？
光學計數靠的是粒子散射光，而散射光強度隨粒徑急遽下降，到個位數奈米已經很難直接計數。金奈米粒子搭配 ICP-MS，是改用「量金元素濃度」的方式間接算出濾效，可以做到 ppt 等級的定量。
99.41% 是新品數據，使用一段時間後會變嗎？
這組數據測的是剛製作完成的新濾心。使用中的濾效會受到負載、化學品與壓差等因素影響，本組數據無法直接代表使用後的表現。若要確認，可以用相同方法測試使用過的濾心。
可以用我們自己的製程藥液來測濾效嗎？
可以。浚淵實驗室依客戶指定的化學基質與流量通入標準粒子，並依製程條件約定挑戰濃度。送測時請一併提供濾心的標稱精度、實際使用的製程化學品與目標流量，作為選擇挑戰粒子與測試條件的依據。
同樣是 5 nm，PP 和 PTFE 濾心怎麼選？
先看化學品與溫度。超純水、稀酸稀鹼、光阻與一般有機溶劑，且溫度在 80 °C 以內，PP 有成本優勢；強氧化性酸液或高溫藥液，則要用 PTFE。四大材質的完整比較見〈液體濾芯材質差在哪？PES、PTFE、PP、UPE 一次看懂〉。
精度選越細越好嗎？
不是。精度越細，同流量下的壓差越高、可用流量越低，濾心也可能更快堵塞。應該從製程需要攔截的粒徑與良率風險反推，選「剛好夠」的那一檔。
資料來源
- 浚淵科技《先進半導體級 PP 薄膜式濾心》濾效實測數據（工研院第三方認證）
- 浚淵科技〈半導體級 PP 薄膜式濾心〉產品頁（GNP 10 nm／5 nm 超純水實測）
- 浚淵科技〈奈米級濾心攔截效率測試服務〉測試方法與儀器規格