Deeltjes management in de Cleanroom Koos Agricola
Inhoud Cleanroom ISO 14644 en 14698 Deeltjes in een voorbeeld cleanroom Deeltjesbronnen in een cleanroom Deeltjesoverdracht op een schoon product Deeltjesneerslag in een cleanroom Contactoverdracht via oppervlakken Deeltjesmanagement in de cleanroom 2
Cleanroom Ruimte met schone lucht Geïsoleerd van vuile omgevingslucht Doorspoeld met gefilterde lucht Toegang via sluizen Deeltjesconcentratie in de lucht geclassificeerd Naast volume echter veel oppervlakken Reiniging oppervlakken Oppervlaktereinheid ook geclassificeerd 3
TC 209 Cleanroom normen: ISO 14644 en 14698 Contaminanten Lucht Oppervlak Deeltjes ISO 14644-1 (WG 1) ISO 14644-9 (WG 9) Klasse N 10 N /(10.d) 2,08 per m 3 10 N /d per m2 Chemische componenten ISO 14644-8 (WG 8) ISO 14644-10 (WG 8) Klasse M 10 M g per m 3 10 M g per m 2 Micro-organismen ISO 14698-1 (WG 2) ISO 14698-1 (WG 2) Klasse X, Y? 10 ~X-1 KVE per m 3 10 ~Y-1 KVE per m 2 Nanodeeltjes WG 10 WG 10 Borging ISO 14644-2 en 14698-2 Meetmethoden ISO 154644-3 Ontwerp en bouw ISO 14644-4 Operationele kwaliteit ISO 14644-5 Mini-environments ISO 14644-7 17 maart 2011 Koos Agricola 4
Luchtreinheid Deeltjes 0,1 5 µm in ISO 14644-1: N d 10 ISO klasse /(10d) 2,08 per m 3 Chemische deeltjes in ISO 14644-8 m 10 ACC klasse gram per m 3 ACC: Air Cleanliness by Chemicals (negatief) Micro-organismen in ISO 14698-1 in ontwerp Nano-deeltjes in ISO 14644-x in ontwerp 5
ISO 14644-1 6
Oppervlakte reinheid Deeltjes 1 500 µm in ISO 14644-9: N d 10 SCP klasse /(10d) 2,08 per m 3 Chemische deeltjes in ISO 14644-8 m 10 ISO klasse gram per m 3 Micro-organismen in ISO 14698-1 in ontwerp Nano-deeltjes in ISO 14644-x in ontwerp 17 maart 2011 Koos Agricola 7
ISO 14644-9 Proposed ISO 14644-9 Surface Cleanliness Classes Max number of particles per m 2 100.000.000 10.000.000 1.000.000 100.000 10.000 1.000 100 10 0,1 1 10 100 1000 SPC Class 1 SPC Class 2 SPC Class 3 SPC Class 4 SPC Class 5 SPC Class 6 SPC Class 7 SPC Class 8 Particle size in µm 8
Vergelijking chemische en deeltjes contaminatie Chemisch Deeltjes Lucht Classificatie massa/m 3 aantal en grootte/m 3 Meetmethode chemische analyse luchtmonster deeltjesteller Beheersing chemische filters HEPA/ULPA filters materiaal keuze materiaal keuze Oppervlak Classificatie massa/m 2 aantal en grootte/m 2 Meetmethode chemische analyse extract microscopie randhoek bevochtiging deeltjesteller reinigingsvloeistof Beheersing reiniging reiniging materiaal keuze materiaal keuze 17 maart 2011 Koos Agricola 9
Deeltjes in een voorbeeld cleanroom Ruimte: 3 x 5 x 3 = 45 m 3 Vloer SCP 6, rest SCP 4 ISO 6, Tafel: 2 x 3 = 6 m 2 SCP 5 Lucht: 0,13.10 5 5 µm Oppervlak ruimte: 1,3.10 5 5 µm tafel: 1,2.10 5 5 µm 10
Deeltjes in een voorbeeld cleanroom 1.000.000.000 Totaal aantal deeltjes 100.000.000 10.000.000 1.000.000 100.000 10.000 1.000 0,1 1 10 100 1000 deeltjesgrootte in µm Totaal aantal deetljes Zwevende deeltjes Oppervlakte deeltjes 11
Deeltjesbronnen in een Personen deeltjesgeneratoren deeltjesdragers deeltjesverplaatsers Deeltjesoverdragers cleanroom Apparatuur CSM Cleanroom Suitable Materials FHG-IPA https://cmportal.ipa.fraunhofer.de/cgi-bin/webobjects/csm.woa 12
Verlagen aantal deeltjes in de ruimte Grootste aantal deeltjes op oppervlakken Aantal te verlagen door regelmatige reiniging. Door reiniging van cleanroom oppervlakken kan oppervlaktereinheid SCP 4 gehaald worden. 1.000.000.000 Totaal aantal deeltjes 100.000.000 10.000.000 1.000.000 100.000 10.000 1.000 0,1 1 10 100 1000 deeltjesgrootte in µm Deeltjesgrootte verdeling Na schoonmaak Bij te weinig schoonmaak 13
Deeltjesoverdracht op een schoon product Deeltjesaanvoer (concentratie in media) Cleanroom klasse en kwaliteit materialen Activiteit (discipline en aantal medewerkers) Apparatuur en werkwijze Deeltjesneerslag (totale hoeveelheid deeltjes) Op alle oppervlakken Activiteit (discipline en aantal medewerkers) Deeltjesoverdracht via contact Directe en indirecte contacten Reinheid contactoppervlakken 14
Deeltjesneerslag in een Meetmethoden komen in nieuwe ISO 14644-3 Particle Fall Out Ruimtevaart cleanroom Nu verandering SCP Oppervlaktereinheid CD 15
Deeltjesneerslag in een cleanroom Drie gemiddelde deeltjesdeposities gedurende acht gewerkte uren 100 Aantal deeltjes per dm 2 /uur 10 1 DNK 1.000 DNK 100 DNK 10 DNK 1 week 4 week 8 week 12 0,1 1 10 100 1000 Deeltjesgroootte (µm) 16
Voorstel Deeltjesneerslag klassen DeeltjesNeerslag Klassen Aantal deeltjes per dm 2 per uur 10.000 1.000 100 10 1 0 1 10 100 1000 Deeltjesgrootte in µm 1 5 10 50 100 200 500 1.000 2.000 5.000 17
Contactoverdracht via oppervlakken Overdracht Afhankelijk van Type oppervlakken Reinheid oppervlak Grootte oppervlak Aantal contacten Type overdracht > 10 % bij rubberachtig oppervlak < 2 % bij hard glad oppervlak 18
Deeltjesmanagement in de cleanroom Lucht en oppervlak Classificatie lucht Classificatie oppervlakken Deeltjesneerslag toont operationele kwaliteit Reiniging Aantal personen Discipline (kleding en werkwijze) Impact product Voorkom onnodige blootstelling Voorkom contact met vuil oppervlak 19
Conclusie Oppervlaktereinheid bepaald aantal deeltjes in cleanroom Deeltjesneerslag van belang voor deeltjes > 25 µm Luchtreinheid van belang voor deeltjes < 25 µm Oppervlaktereinheid van belang voor deeltjes > 5 µm Deeltjes 5, 25 µm verwijderen door schoonmaken, classificatie oppervlaktereinheid en deeltjesneerslag niveau. Deeltjes 5 µm verwijderen met luchtbehandeling, classificatie luchtreinheid. 20