Anlagen und Equipment

Anlagen, Baugruppen und Komponenten, die für den Einsatz im Reinraum bestimmt sind, müssen hinsichtlich aller notwendigen, prozessspezifischen Reinheitsanforderungen geeignet sein. Diese Anforderungen leiten sich vom Produktionsprozess ab, werden nach VDI 2083 Blatt 9.1 unter dem Begriff der Reinheitstauglichkeit zusammengefasst und beschreiben eine Prozesseignung.

Ein Teilbereich der Reinheitstauglichkeit ist die Reinraumtauglichkeit, bei der ausschließlich das Partikelemissionsverhalten betrachtet wird. Das Partikelemissionsverhalten kann ausschließlich messtechnisch in einer reinen Referenzumgebung bei praxisnaher Belastung und reproduzierbaren Versuchsbedingungen erfolgen. Die Versuchsdurchführung und Ergebnisauswertung wird in VDI 2083 Blatt 9.1 beschrieben. Entsprechend des Partikelemissionsverhaltens kann die Eignung für den Einsatz in Luftreinheitsklassen nach ISO 14644-1 festgestellt werden.

Folgende Kriterien der Reinheitstauglichkeit sind häufig zu berücksichtigen:

  • Abgabe partikulärer Kontaminationen (Reinraumtauglichkeit nach VDI 2083 Blatt 9.1) an den Prozess sowie die Reinraumumgebung
  • Partikel auf dem Produkt sedimentieren (PWP-Wert)
  • Strömungsverhalten
  • Beständigkeit gegenüber Chemikalien
  • Ausgasungsverhalten
  • Elektrostatische Eigenschaften (Aufladeverhalten, Entladeverhalten, Ableitfähigkeit)
  • Reinigbarkeit / Desinfizierbarkeit
  • Biologische Beständigkeit (Verstoffwechselbarkeit)
  • Mikrobizidität
  • Reinigbarkeit
  • Konstruktionsmerkmale
  • etc.

Diese Kriterien sind separat zu betrachten und können nicht zusammengefasst werden.

Equipment Design / Strömungssimulation

Die Wirkungsweise reinen Equipments mit Minienvironment basiert auf der permanenten Versorgung mit reiner Luft und der Vermeidung von Kontaminationsquellen im Inneren des Equipments und der Vermeidung interner Kontaminationsquellen. Über die Luftversorgung sowie entsprechender Strömungsführung und Versperrung wird eine wirkungsvolle Barriere zur Abgrenzung der meist weniger reinen Umgebung geschaffen.

Das Fraunhofer IPA nutzt zur Strömungssimulation FLUENT (ANSYS). Mit dieser Software steht ein enormes Potenzial zur Simulation komplexer physikalischer Vorgänge zur Verfügung. Computational Fluid Dynamics (CFD) ermöglicht bereits in den frühen Anfangsphasen der Entwicklung eine präzise Gestaltung von reinraumgerechten Anlagen und Equipment. Aufwändige Prototypen zur schrittweisen Optimierung entfallen. Von Konstrukteuren erstellte Zeichnungen können direkt in die Simulationssoftware eingelesen und auch wieder für weitere Verwendungen exportiert werden.