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Ein sauberer Raum im Inneren. Gelbes Licht wird während der Halbleiterherstellung verwendet.

Reinraum zur Herstellung von Halbleiter (im Bau)

Kopfbedeckungen im Reinraum

Jemand mit der notwendigen Ausrüstung betritt einen Reinraum.

EIN sauberes Zimmer ist eine sehr saubere Arbeitsumgebung: Kontaminationen aus dem Produktprozess oder der Forschung, die in dieser Umgebung stattfindet, begrenzen oder wenn möglich ausschließen.

Diese Kontamination kann aus Staub oder Fasern bestehen, die in der Luft vorhanden sind Mikroorganismen, feiner Staub oder chemische Dämpfe. Die Kontamination in einem Reinraum wird durch die Anzahl der Partikel pro Kubikmeter einer bestimmten Größe angegeben. In einer typischen städtischen Umgebung enthält die Luft 35 Millionen Partikel von 0,5 µm oder mehr pro Kubikmeter, während in einem ISO-5-Reinraum beispielsweise nur 3.520 Partikel dieses Durchmessers pro m vorhanden sind.³ sind, also ist das ungefähr 10.000 Mal so."sauber".

Überblick

Reinräume gibt es in allen Formen und Größen. Ganze Fertigungsanlagen können in einem Reinraum mit einer Fläche von Tausenden von Quadratmetern untergebracht werden. Reinräume können auch nur wenige Quadratmeter groß sein oder nur so groß wie ein großer Arbeitstisch (Flow Bench). Die meisten Reinräume haben einen vertikalen Luftstrom, einige sind sehr hoch (zum Beispiel beim Bau von Satelliten) und haben oft einen horizontalen Luftstrom.

Reinräume werden hauptsächlich bei der Herstellung von Halbleiter oder Medikamente. Aber auch in anderen Branchen wie der Biotechnologie, das Biologie, Optik, Solarzellenfertigung, Luft- und Raumfahrt, Reinräume dienen dem Schutz von Produkten oder Prozessen. Auch die Lebensmittelindustrie setzt Reinraumtechniken ein, beispielsweise kann durch eine bessere Kontrolle des Produktionsprozesses das Verfallsdatum von zubereiteten Speisen oder frischen Produkten deutlich verlängert werden.

Generell führen immer strengere Qualitätsanforderungen in vielen Branchen zu strengeren Umweltauflagen bei der Produktion und damit auch zu einer zunehmenden Notwendigkeit, dass diese Produktion in einer kontrollierten Umgebung stattfindet. Das erklärt, warum die Nutzung von Reinräumen in den letzten 30 Jahren enorm zugenommen hat.

Das Himmel das Betreten des Reinraums von außen wird von Staubpartikeln gefiltert. Die Luft im Reinraum wird permanent ausgetauscht und gefiltert, um innere Verunreinigungen zu entfernen HEPAFilter (bis zu 99,995 % Wirkungsgrad bei EN 1822 Klasse H14, aber oft beschrieben als „rückhält Partikel mit einem Durchmesser von 0,3 µm mit einem Wirkungsgrad von 99,97 %“) und ULPAFilter (Luft mit extrem geringer Durchdringung; von 99,9995% Wirkungsgrad bis sogar über 99,999995% Wirkungsgrad gemäß EN 1822 Klassen U15 bis U17, aber oft beschrieben als "hält Partikel von mindestens 0,1 µm Durchmesser mit 99,999 % Wirkungsgrad zurück")

Mitarbeiter betreten einen Reinraum durch a Luftschleuse (wo manchmal auch a Luftdusche ist anwesend). Sie tragen Kleidung wie spezielle Hüte oder eine Kapuze, a Overall Überschuhe oder Stiefelüberzieher und manchmal auch Mundschutz und Handschuhe. Diese Kleidung soll verhindern, dass die im Reinraum arbeitende Person diesen Raum kontaminiert. Die Kontamination kann aus Haaren, Hautschuppen der Person selbst, aber auch Fasern und Staubpartikeln aus der Unterwäsche bestehen. Vor dem Betreten des Reinraums laufen die Reinraumnutzer oder -bediener über eine Klebematte, auf der die noch an den Sohlen haftenden Partikel verbleiben. Auch Transportwagen fahren über diese Art von Matte, um Verschmutzungen zu vermeiden, die über die Räder eingebracht würden. Die Kleidung, die die Benutzer tragen, wird regelmäßig gewechselt, je nach Reinraumklasse kann dies mehrmals täglich oder mehrmals wöchentlich sein. Diese Kleidung kann waschbar oder wegwerfbar sein. Die waschbare Kleidung besteht in der Regel aus 100 % Polyestergewebe und wird in einer speziellen Reinraumwäscherei gewaschen.

Werkzeuge und Möbel in einem Reinraum sind speziell darauf ausgelegt, möglichst wenig Schadstoffe zu erzeugen. Darüber hinaus gibt es auch spezielle Materialien wie staubarmes Papier, spezielle staubarme Tücher, puderfreie Handschuhe, alles um möglichst wenig Staubpartikel oder Fasern zu produzieren. Die Konzentration der Staubpartikel wird mit einem Partikelzähler (Partikelzähler). Die gemessenen Staubpartikel liegen zwischen 0,1 und 5 Mikrometer groß und mit bloßem Auge nicht sichtbar. Das menschliche Auge sieht Partikel ab etwa 30 Mikrometern.

In Reinräumen ist die Luftdruck höher als in der Umgebung. Dadurch kann niemals schmutzige Luft eindringen.

Das HLK (einer Luftaufbereitungsanlage) eines Reinraums sorgt (manchmal unbeabsichtigt) dafür, dass relative Luftfeuchtigkeit des Platzes bleibt auf niedrigem Niveau. Daher sind zusätzliche Maßnahmen erforderlich, um elektrostatische Entladungen verhindern.

Luftstromprinzipien

Luftstrommuster für a turbulente Strömung-sauberes Zimmer

Luftstrommuster für a laminare Strömung-sauberes Zimmer"

Klassifizierung von Reinräumen

Reinräume werden nach der Anzahl der Partikel maximaler Größe pro Luftvolumen klassifiziert. Die hohen Zahlen wie "Klasse 100" oder "Klasse 1000" sind Klassifizierungen, die von den Vereinigte Staaten (US FED STD 209E) wurden eingerichtet. Die Anzahl wird durch die maximal zulässige Anzahl von Partikeln mit einem Durchmesser von 0,5 . bestimmtµm oder größer pro Kubikmeter Fuß Himmel.

Die niedrigen Zahlen beziehen sich auf die ISO 14644-1 Standard, wobei auf a logarithmisch Skala zeigt die maximal zulässige Partikelanzahl von 0,1 µm oder größer pro Kubikmeter Luft. Ein Beispiel: Ein Reinraum der ISO-Klasse 5 darf 10 . nicht überschreiten⁵ = 100 000 Partikel von 0,1 µm oder 3520 Partikel von 0,5 µm pro m³ Luft.

Reinraumstandard US FED STD 209E

Reinraumnorm ISO 14644-1:1999

Klassenvergleich Reinräume

Die folgenden Klassen sind etwas ähnlich, aber die Standardmethode zum Testen kann anders sein.

Reinraumnorm BS 5295