Clean Room

Ein Reinraum ist eine kontrollierte Umgebung, in der die Konzentration luftgetragener Partikel unter festgelegten Grenzwerten gehalten wird. Die ISO 14644-1 definiert Reinheitsklassen von ISO 1 (am reinsten) bis ISO 9. Die Klasse ISO 7 (früher Klasse 10.000) ist in der Elektronik verbreitet, die Klassen ISO 5 und 6 werden für Halbleiter und Medizinprodukte eingesetzt. Jede Klasse stellt strenge Anforderungen an die verwendeten Materialien, Geräte und Verfahren.

Die im Reinraum verarbeiteten Bauteile (Bare Dies, Wafer, MEMS, optische Bauelemente) gehören aufgrund ihrer fortschrittlichen Technologie und extremen Miniaturisierung oft zu den ESD-empfindlichsten. Hinzu kommt, dass die geringe Luftfeuchtigkeit in Reinräumen die Aufladung begünstigt. Der ESD-Schutz ist daher doppelt kritisch und muss parallel zur Kontrolle der Partikelkontamination gemanagt werden.

Die größte Herausforderung besteht darin, dass manche Standard-ESD-Lösungen nicht mit den Reinraumanforderungen vereinbar sind. So können die leitfähigen Fasern von ESD-Kitteln Partikel abgeben, die Klebstoffe von Markierungsbändern ausgasen und manche ableitfähigen Materialien Ionen oder Partikel freisetzen. Alle im Reinraum eingesetzten Produkte müssen zusätzlich zu ihren ESD-Eigenschaften für die jeweilige ISO-Klasse hinsichtlich Partikelemission und Ausgasung qualifiziert sein.

Eine reinraumtaugliche Verpackung ist für eine bestimmte ISO-Klasse qualifiziert: Sie erzeugt bei der Handhabung möglichst wenige Partikel, gast keine chemischen Stoffe aus, die die Bauteile kontaminieren könnten, und erfüllt zudem die ESD-Anforderungen. Solche Verpackungen werden häufig in einer kontrollierten Umgebung hergestellt, rein verpackt und in einer äußeren Schutzverpackung geliefert, die vor dem Betreten des Reinraums entfernt wird.

Reinraumtaugliche tiefgezogene Trays bestehen aus partikelarmen, ableitfähigen Materialien ohne Weichmacher oder ausgasende Zusätze. Das transparente, ableitfähige Material Clear-STAT von Eurostat ist besonders geeignet: Es ermöglicht die Sichtprüfung ohne unnötige Handhabung und weist eine geringe Ausgasung auf. Die Trays müssen nach den Protokollen der angestrebten ISO-Klasse gereinigt, verpackt und geliefert werden.

Standard-Abschirmbeutel sind für die strengsten Reinraumklassen (ISO 5 und darunter) in der Regel nicht qualifiziert, da ihre Oberfläche bei der Handhabung Partikel abgeben kann. Es gibt speziell für Reinräume qualifizierte Ausführungen mit partikelarmen Oberflächen und geeigneten Innenmaterialien. Für die Klassen ISO 7 und 8 ist je nach Prozessanforderungen eine Einzelfallbewertung erforderlich.

ESD-Reinraumoveralls bestehen aus fusselfreien Geweben mit eingearbeiteten leitfähigen Fasern und sind für die jeweilige ISO-Klasse qualifiziert. Die Nähte sind heißversiegelt (kein sichtbarer Faden), um die Partikelemission zu minimieren. Sie müssen sowohl die Anforderungen an den elektrischen Widerstand (IEC 61340) als auch die Prüfungen zur Partikelemission (ISO 14644) erfüllen. Das Erdungsarmband wird unter dem Overall getragen, mit einem zugänglichen Anschlusspunkt.

Es gibt Handschuhe, die Reinraumeigenschaften (fusselfrei, partikelarm, puderfrei) mit ESD-Eigenschaften (ableitfähig) verbinden. Am verbreitetsten sind reine, ableitfähige Nitrilhandschuhe. Sie erfüllen die Anforderungen der jeweiligen ISO-Klasse und behalten die erforderlichen ESD-Eigenschaften bei. Das Erdungsarmband muss unter dem Handschuh direkt auf der Haut getragen werden, damit die Erdungsverbindung wirksam bleibt.

In den meisten Fällen nicht. Gewöhnliche Schuhe (auch ESD-Schuhe) sind im Reinraum nicht zugelassen, da sie zu viele Partikel erzeugen. Stattdessen werden ESD-Reinraumüberschuhe oder spezielle Reinraumschuhe mit leitfähigen Sohlen verwendet. Diese Ausrüstung muss für die jeweilige ISO-Klasse qualifiziert sein und regelmäßig nach IEC 61340-4-3 auf ihre elektrischen Eigenschaften geprüft werden.

Das Einschleusen von Material in den Reinraum folgt in der Regel einem mehrstufigen Protokoll über Materialschleusen. Äußere, nicht reinraumtaugliche Verpackungen werden in der Schleuse entfernt und durch geeignete Verpackungen ersetzt. Ionisation in den Materialschleusen neutralisiert die beim Öffnen der Verpackungen entstehenden Ladungen. Die Oberflächen der Behälter werden vor dem Einbringen in den Reinraum mit geeigneten Mitteln gereinigt.

Ja. Eurostat bietet reinraumqualifizierte Produkte für verschiedene ISO-Klassen an. Die technischen Datenblätter geben die kompatiblen Klassen an. Bei speziellen Anforderungen (bestimmte ISO-Klasse, strenge Ausgasungsanforderungen, dokumentierte Konformitätsprüfungen) wenden Sie sich an unser Technikteam: Es berät Sie zu passenden Lösungen oder führt Charakterisierungsprüfungen in unserem Labor durch.