Wie viel Schmutz darf hinein?

Arbeiten im Reinraum

Personen in Schutzkleidung mit Haube auf dem Kopf, Maske vor dem Gesicht und Schutzbrille, karge Ausstattung, keine Fenster – so stellen viele sich den Reinraum vor. Warum es aber tatsächlich eine Einteilung in unterschiedliche Reinraumklassen gibt, das stellen wir hier vor.

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Die wenigsten von uns waren schon einmal drin, aber viele haben eine Vorstellung davon, was ein Reinraum ist. Aber was genau wissen wir darüber? Dass sich der manisch panische Detektiv Adrian Monk darin am wohlsten fühlt? Dass Silizium-Wafer in einem solchen Raum produziert werden? Dass man Schutzkleidung tragen und eventuell vorher durch eine Schleuse und eine Luftdusche gehen muss? Wer darf eigentlich einen Reinraum betreten, um darin zu arbeiten, und wozu braucht man einen Reinraum überhaupt?

Killerpartikel legen die Produktion lahm
In den 1960er-Jahren machten amerikanische Forscher die Erfahrung, dass es bei Komponenten für die Raumfahrt, die eine Mikroelektronik benötigen, unverzichtbar ist, diese unter Schutzatmosphäre herzustellen. Staubpartikel auf Platinen können die spätere Funktion der Bauteile beeinträchtigen, indem sie zum Beispiel die Leitfähigkeit vermindern oder Kurzschlüsse erzeugen. Gleiches gilt heutzutage für die Halbleiterfertigung, die Optik oder die Nanotechnologie. In der Medizin, der Pharmaindustrie und der Lebensmitteltechnologie sind die Gründe für eine Produktion im Reinraum offensichtlicher, die „gefährlichen“ Partikel aber ganz andere, nämlich Mikroorganismen oder Keime. Doch ganz so „exotisch“ muss die Anwendung gar nicht sein, damit manche Arbeiten lieber in einen Reinraum verlegt werden. Auch Branchen wie der Maschinen- und Anlagenbau fertigen mittlerweile oft unter Reinraumbedingungen. Dieser Branche wurde klar, dass RLT-Anlagen zur Absaugung der luftgetragenen Partikel in den Fertigungshallen nicht ausreichen, um die sogenannten Killerpartikel zu eliminieren. Sie waren schuld daran, dass es teilweise zu Produktionsausfällen und im schlimmsten Fall zu Totalausfällen der Produktion kam.
Auch Autokarosserieteile werden heute in sogenannten Sauberräumen, sozusagen einer Vorstufe zu Reinräumen nach ISO 14644-1, lackiert.

Wie viel Schmutz ist rein?
Die Anforderungen an einen Reinraum lassen sich nicht in einem Satz zusammenfassen. Der Grund: Die Art der zulässigen Partikel in der Luft, also zum Beispiel Staub oder Keime, deren Größe und die Anzahl sind je nach Anwendungsbereich verschieden. Auch spielen heute nicht mehr nur Partikel eine Rolle, sondern auch chemische Kontaminationen; die Raumbedingungen an sich, wie Luftfeuchte, Temperatur und Druck, aber teilweise auch Schwingungen, elektrische und magnetische Felder und anderen Einflussgrößen müssen auf die Anforderungen des jeweils laufenden Prozesses oder gefertigten Produkts abgestimmt werden . Den Reinraum, wie wir ihn uns vorstellen, gibt es auch. Aber selbst für ihn gibt es unterschiedliche Luftreinheitsklassen, die mit der ISO 14644-1 erstmals weltweit vereinheitlicht wurden. Neun Klassen weist diese Einteilung auf, in der genau festgelegt ist, wie viele Partikel mit bestimmten Größen in 1 m3 Luft enthalten sein dürfen. In der Klasse ISO 1 sind zum Beispiel in einem ganzen Kubikmeter Luft nur zwei Partikel mit einer Größe von 0,2 µm zulässig.
Wie schon erwähnt, hängen die Reinheitsanforderungen vom konkret laufenden Prozess und Produkt ab. Sie sind in der Halbleiterindustrie anders als in der Medizintechnik.

In der Richtlinienreihe VDI 2083 thematisiert der VDI die Reinraumtechnik. Dort werden, neben der Klassifizierung der Luftreinheit, viele weitere Themen aus der Reinraumtechnik behandelt, beispielsweise Messtechnik, Reinraumbekleidung, Reinstwasser und Sicherheits- und Umweltschutzaspekte.

Um das Thema Reinraum dreht sich auch das erste Video in unsere VDI-Kampagne „Ingenieurgeschichten“:

Iris_LindnerAutorin: Iris Lindner
Die Diplom-Ingenieurin (FH) ist für uns in Sachen Berichterstattung rund um die VDI-Richtlinien in den sozialen Netzwerken unterwegs.

Kommentare & Pingbacks

Ein Gedanke zu “Arbeiten im Reinraum

  1. Das ist ein sehr spannendes Video, das Sie da zur Verfügung stellen! Diese Seite der Ingenieurarbeit kommt einem nicht als erstes in den Sinn, wenn man über ein entsprechendes Studium und die Jobmöglichkeiten nachdenkt. Und es ist sehr interessant, dass diese Art von schöpferischer Arbeit, die der Menschheit weiterhilft, nur auf einem bestimmten Boden gedeihen kann: Auf einem Boden der strengen Regularien, der pedantisch sauber gehalten, laufend überprüft, mit den Normen entsprechenden Einrichtungsgegenständen versehen und nur mit spezieller Schutzkleidung betreten werden darf. Faszinierend, dass derartige kreative Fortschritte ausschließlich in einer so sterilen, nicht alltäglichen und minimalistischen Umgebung gemacht werden können.

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