De geboorte van de cleanroom
De opkomst en ontwikkeling van alle technologieën zijn te danken aan de behoeften van de productie. Cleanroomtechnologie vormt daarop geen uitzondering. Tijdens de Tweede Wereldoorlog moesten luchtgelagerde gyroscopen, geproduceerd in de Verenigde Staten voor vliegtuignavigatie, gemiddeld 120 keer per 10 gyroscopen worden nagekeken vanwege de instabiele kwaliteit. Tijdens de Koreaanse Oorlog, begin jaren 50, werden meer dan een miljoen elektronische componenten vervangen in de 160.000 elektronische communicatieapparatuur in de Verenigde Staten. Radarstoringen deden zich in 84% van de gevallen voor en onderzeese sonarstoringen in 48% van de gevallen. De reden hiervoor is dat elektronische apparaten en onderdelen een slechte betrouwbaarheid en instabiele kwaliteit hebben. Het leger en de fabrikanten onderzochten de oorzaak en stelden uiteindelijk op basis van vele aspecten vast dat het te maken had met een onreine productieomgeving. Hoewel kosten noch moeite werden gespaard en er diverse strenge maatregelen werden genomen om de productiewerkplaats te sluiten, waren de resultaten minimaal. Dit was dus de geboorte van de cleanroom!
Cleanroom-ontwikkeling
De eerste fase: tot begin jaren 50 werd het HEPA-High Efficiency Particulate Air Filter, dat in 1951 met succes door de Amerikaanse Atomic Energy Commission werd ontwikkeld om het probleem van het afvangen van radioactief stof dat schadelijk is voor de mens, op te lossen, toegepast in het afgiftesysteem van productiewerkplaatsen. Luchtfiltratie was de geboorte van een cleanroom met een moderne betekenis.
De tweede fase: In 1961 stelde Willis Whitfield, senior onderzoeker bij Sandia National Laboratories in de Verenigde Staten, voor wat destijds laminaire stroming werd genoemd en nu unidirectionele stroming wordt genoemd. Een plan voor de organisatie van schone luchtstromen (unidirectionele stroming) werd toegepast op concrete projecten. Sindsdien heeft de cleanroom een ongekend niveau van reinheid bereikt.
De derde fase: in hetzelfde jaar formuleerde en publiceerde de Amerikaanse luchtmacht 's werelds eerste cleanroomnorm TO-00-25--203: Air Force Directive "Standard for the Design and Operational Characteristics of Clean Rooms and Clean Benches". Op basis hiervan werd in december 1963 de Amerikaanse federale norm FED-STD-209 aangekondigd, die cleanrooms in drie niveaus verdeelde. Tot nu toe is het prototype van perfecte cleanroomtechnologie gevormd.
De drie hierboven genoemde belangrijke ontwikkelingen worden vaak geprezen als mijlpalen in de geschiedenis van de ontwikkeling van moderne cleanrooms.
Halverwege de jaren zestig doken cleanrooms op in diverse industriële sectoren in de Verenigde Staten. Ze werden niet alleen gebruikt in de militaire industrie, maar ook gepromoot in de elektronica, optica, microlagers, micromotoren, lichtgevoelige films, ultrazuivere chemische reagentia en andere industriële sectoren. Cleanrooms speelden destijds een belangrijke rol in de ontwikkeling van wetenschap, technologie en industrie. Hier volgt een gedetailleerde inleiding over binnen- en buitenland.
Ontwikkelingsvergelijking
Buitenland: Begin jaren vijftig introduceerde de Amerikaanse Atomic Energy Commission het HEPA-filter (High Efficiency Particulate Air Filter) om het probleem van het afvangen van radioactief stof, dat schadelijk is voor het menselijk lichaam, op te lossen. Dit filter werd de eerste mijlpaal in de geschiedenis van de ontwikkeling van schone technologie. In de jaren zestig ontstonden cleanrooms in elektronische precisiemachines en andere fabrieken in de Verenigde Staten. Tegelijkertijd begon de transplantatie van industriële cleanroomtechnologie naar biologische cleanrooms. In 1961 werd de laminaire stroming (unidirectionele stroming) cleanroom geboren. 's Werelds eerste cleanroomstandaard - US Air Force Technical Doctrine 203 - werd opgesteld. Begin jaren zeventig begon de focus van de bouw van cleanrooms te verschuiven naar de medische, farmaceutische, voedingsmiddelen- en biochemische industrie. Naast de Verenigde Staten hechten ook andere industrieel geavanceerde landen zoals Japan, Duitsland, het Verenigd Koninkrijk, Frankrijk, Zwitserland, de voormalige Sovjet-Unie en Nederland veel belang aan schone technologie en ontwikkelen deze intensief. Na de jaren 80 ontwikkelden de Verenigde Staten en Japan met succes nieuwe ultra-HEPA-filters met een filtratiedoelstelling van 0,1 μm en een opvangrendement van 99,99%. Tot slot werden ultra-HEPA-cleanrooms gebouwd met 0,1 μm niveau 10 en 0,1 μm niveau 1, waarmee de ontwikkeling van schone technologie een nieuw tijdperk inluidde.
China: Van begin jaren zestig tot eind jaren zeventig vormden deze tien jaar de start en de fundering van de Chinese cleanroomtechnologie. Ongeveer tien jaar later dan in het buitenland. Het was een heel bijzonder en moeilijk tijdperk, met een zwakke economie en geen sterke diplomatie. Onder zulke moeilijke omstandigheden en met de behoeften van precisiemachines, luchtvaartinstrumentatie en de elektronische industrie, begonnen Chinese werknemers in de cleanroomtechnologie aan hun eigen ondernemersreis. Van eind jaren zeventig tot eind jaren tachtig maakte de Chinese cleanroomtechnologie een zonnige ontwikkelingsfase door. In het ontwikkelingsproces van de Chinese cleanroomtechnologie werden veel baanbrekende en belangrijke prestaties bijna allemaal in deze fase gerealiseerd. De indicatoren bereikten in de jaren tachtig het technische niveau van het buitenland. Van begin jaren negentig tot heden heeft de Chinese economie een stabiele en snelle groei doorgemaakt, zijn er voortdurend internationale investeringen gedaan en hebben een aantal multinationals achtereenvolgens talloze micro-elektronicafabrieken in China gebouwd. Daarom hebben binnenlandse technici en onderzoekers meer mogelijkheden om direct in contact te komen met de ontwerpconcepten van buitenlandse hoogwaardige cleanrooms en inzicht te krijgen in de geavanceerde apparatuur en apparaten, het beheer en onderhoud, enz. van de wereld.
Met de ontwikkeling van wetenschap en technologie ontwikkelen ook Chinese cleanroombedrijven zich snel. De levensstandaard van mensen blijft verbeteren en hun eisen aan de leefomgeving en levenskwaliteit worden steeds hoger. De technologie voor cleanroomtechniek is geleidelijk aangepast aan de luchtzuivering in huishoudens. Momenteel zijn Chinese cleanroomprojecten niet alleen geschikt voor elektronica, elektrische apparaten, medicijnen, voedingsmiddelen, wetenschappelijk onderzoek en andere industrieën, maar worden ze waarschijnlijk ook gebruikt in woningen, openbare uitgaansgelegenheden, onderwijsinstellingen, enz. Met de voortdurende ontwikkeling van wetenschap en technologie hebben bedrijven voor cleanroomtechniek zich geleidelijk verspreid naar duizenden huishoudens. De omvang van de huishoudelijke cleanroomapparatuurindustrie is ook met de dag toegenomen en mensen beginnen langzaam te profiteren van de effecten van cleanroomtechniek.
Plaatsingstijd: 20-09-2023