Sicher haben Sie schon beobachtet, dass in einem Lichtbündel, beispielsweise Sonne, die durch einen schmalen Türspalt in ein Zimmer dringt, zahlreiche winzig kleine Staubpartikel tanzen. Auch dann, wenn Sie die Räume ständig sauber halten und regelmäßig zu Staubsauger sowie Staubtuch greifen, sind solche Staubpartikel nicht zu vermeiden. Bei verschiedenen Fertigungsverfahren in der Industrie wie der Halbleiterfertigung kommt es auf höchste Präzision an. Da es mitunter auf Bruchteile von Mikrometern ankommt, stören solche winzigen Partikel. Hier setzt die Reinraumtechnik an, die alle Maßnahmen zur Reduzierung solcher feinen Partikel umfasst.
Was ist Reinraumtechnik?
Der Begriff Reinraumtechnik vermittelt den Eindruck, dass es darum geht, vollständig reine Räume zu schaffen. Aufgrund der Silbe “Raum” wird dieser Begriff jedoch häufig zu eng betrachtet. Das Spektrum der Reinraumtechnik ist weitaus größer als nur ein einzelner reiner Raum. Zutreffend ist der Begriff “Contamination Control”, also Steuerung der Verunreinigungen. Nicht der Raum, sondern ein Produkt soll vor Verunreinigungen geschützt werden.
Die Reinraumtechnik Definition lautet, dass es sich bei einem Rein- oder Reinstbereich um einen festgelegten Bereich handelt, für den die Konzentration luftgetragener Partikel geregelt ist. Der Reinraumbereich muss entsprechend baulich ausgeführt und betrieben werden, um die Einschleppung, Entstehung und Ablagerung von Partikeln zu regeln.
Der Reinraum kann unterschiedlich groß sein. Es muss sich nicht immer um einen kompletten Raum handeln, um das Produkt vor Verunreinigungen durch schädigende Partikel zu schützen.
Die Reinraumtechnik umfasst alle technischen und betrieblichen Maßnahmen zur Vermeidung einer potenziellen Kontaminationsgefahr von Produkten. Welche Maßnahmen erforderlich sind, hängt vom Prozess und den jeweiligen Anforderungen ab. Abhängig von der erforderlichen Reinheitsklasse werden klassische Reinräume, Kabinenlösungen oder Minienvironments angewendet.
Anwendung der Reinraumtechnik
Wahrscheinlich hat die Reinraumtechnik ihren Ursprung in der Medizin. Der klassische Operationssaal in einem Krankenhaus muss peinlich sauber sein, um Wundinfektionen durch Staubpartikel, Bakterien und andere Verunreinigungen zu vermeiden.
Heute findet die Reinraumtechnik Anwendung in der Optik und der Lasertechnologie. Auch in der medizinischen Forschung und Behandlung, der Luft- und Raumfahrttechnik und den Biowissenschaften wird sie genutzt. Wichtige Anwendungsgebiete sind die Forschung und die Herstellung keimfreier Lebensmittel sowie Arzneimittel.
Aus der Halbleiterfertigung ist die Reinraumtechnik nicht mehr wegzudenken. Bei der Strukturierung integrierter Schaltkreise kommt es auf Bruchteile von Mikrometern an, bei denen schwebende Partikel in der Luft stören würden. Mikroelektronik, Produktion von Mikrosystemen und Nanotechnologie sind weitere wichtige Anwendungsbereiche der Reinraumtechnik.
Diese Anforderungen gibt es an die Reinraumtechnik
Für Reinräume gab es früher branchentypisch angepasste und regional unterschiedliche Forderungen und Standards. Sie wurden mittlerweile durch den einheitlichen Standard EN ISO 14644 abgelöst. Die ISO 14644 ist ein internationaler Standard. Die Richtlinie VDI 2083 ist gleichwertig mit ISO 14644, doch sind die VDI-Richtlinien national ausgerichtet. Sie wurden vom Verein Deutscher Ingenieure (VDI) erarbeitet.
Die VDI 2083 besteht aus 20 Einzelblättern über die verschiedenen Aspekte der Reinraumtechnik. Da es sich um die weltweit umfassendsten Reinraumtechnik Anforderungen handelt, werden die VDI-Richtlinien auch von anderen Ländern angewendet oder zum Vorbild genommen, um die eigenen Richtlinien zu erweitern.
Die VDI 2083 baut auf der ISO 14644 auf und ergänzt sie. Sie bildet den aktuellen Stand der Technik ab und wird ständig erweitert.
Für die verschiedenen Branchen und Reinraumklassen gelten unterschiedliche Werte für die Partikelkonzentration. Um die Einhaltung der Anforderungen an die Reinraumtechnik zu gewährleisten, müssen nach dem Bau der Reinräume und während des Betriebs Partikelmessungen erfolgen. Branchenspezifische Reinraumdefinitionen gelten in der Halbleitertechnik und der europäischen Raumfahrttechnik für die Partikel, in der Lebensmitteltechnik für die Mikroorganismen und in der Pharmazie für die Keimzahl.
Ziel der Reinraumtechnik
Bei der Reinraumtechnik geht es um die Minderung von Partikeln in Reinräumen. Ziel der Reinraumtechnik ist die deutliche Verringerung oder der vollständige Ausschluss der Auswirkungen luftgetragener Teilchen auf sensible Produktionsprozesse. Das ist beispielsweise bei der Herstellung von Hochglanzlacken für die Automobilindustrie oder die Halbleiterfertigung notwendig.
Um eine hohe Reinheit zu gewährleisten, werden die Reinräume kontinuierlich von gereinigter Luft durchströmt. Luftverunreinigungen durch Partikel werden so ständig ausgetragen. Die Maßnahmen der Reinraumtechnik werden durch ein lüftungs- und klimatechnisches Management zur Regulierung von Druck, Temperatur und Feuchtigkeit unterstützt. In der Lebensmittelindustrie und der Pharmazie bestehen die Reinraumtechnik Ziele in der Vermeidung von Keimkontaminationen.
