WAT IS EEN CLEANROOM?

Overzicht van cleanrooms

Cleanrooms worden in vrijwel elke industrie gebruikt waar kleine deeltjes het productieproces negatief kunnen beïnvloeden. Ze variëren in grootte en complexiteit en worden veelvuldig gebruikt in sectoren zoals de halfgeleiderindustrie, de farmaceutische industrie, de biotechnologie, de medische apparatuurindustrie en de life sciences, evenals in kritische procesproductie, zoals in de lucht- en ruimtevaart, de optica, het leger en het ministerie van Energie.

Een cleanroom is een afgesloten ruimte waar maatregelen zijn getroffen om deeltjesverontreiniging te verminderen en andere omgevingsparameters zoals temperatuur, vochtigheid en druk te beheersen. Het belangrijkste onderdeel is het High Efficiency Particulate Air (HEPA)-filter, dat wordt gebruikt om deeltjes van 0,3 micron en groter af te vangen. Alle lucht die in een cleanroom wordt aangevoerd, passeert HEPA-filters. In sommige gevallen, waar strenge reinigingsnormen vereist zijn, worden Ultra Low Particulate Air (ULPA)-filters gebruikt.
Personeel dat geselecteerd wordt om in cleanrooms te werken, krijgt een uitgebreide training in de theorie van besmettingsbeheersing. Ze betreden en verlaten de cleanroom via luchtsluizen, luchtdouches en/of kleedkamers, en moeten speciale kleding dragen die is ontworpen om verontreinigingen die van nature door de huid en het lichaam worden gegenereerd, op te vangen.
Afhankelijk van de classificatie of functie van de kamer kan de kleding van het personeel beperkt zijn tot een labjas en haarnetje, of zo uitgebreid als een volledig gehuld in een meerlaags konijnenpak met onafhankelijke ademhalingsapparatuur.
Cleanroomkleding wordt gebruikt om te voorkomen dat stoffen van het lichaam van de drager vrijkomen en de omgeving besmetten. De cleanroomkleding zelf mag geen deeltjes of vezels afgeven om besmetting van de omgeving door personeel te voorkomen. Dit type besmetting door personeel kan de productprestaties in de halfgeleider- en farmaceutische industrie aantasten en kan bijvoorbeeld in de gezondheidszorg kruisbesmetting tussen medisch personeel en patiënten veroorzaken.
Kleding voor cleanrooms omvat laarzen, schoenen, schorten, baardmaskers, mutsen, overalls, gezichtsmaskers, jassen/labjassen, jassen, handschoen- en vingerhoedjes, haarnetjes, capuchons, mouwen en schoenovertrekken. Het type cleanroomkleding dat wordt gebruikt, moet overeenkomen met de cleanroom- en productspecificaties. Voor cleanrooms op lage niveaus zijn mogelijk alleen speciale schoenen met volledig gladde zolen nodig die geen stof of vuil doorlaten. Schoenzolen mogen echter geen uitglijgevaar opleveren, aangezien veiligheid altijd voorrang heeft. Een cleanroompak is doorgaans vereist voor het betreden van een cleanroom. Cleanrooms van klasse 10.000 mogen eenvoudige schorten, hoofddeksels en overschoenen gebruiken. Voor cleanrooms van klasse 10 zijn zorgvuldige procedures voor het dragen van jassen vereist, met een overtrek met rits, laarzen, handschoenen en een volledig ademhalingsmasker.

Principes van luchtstroom in cleanrooms

Cleanrooms zorgen voor deeltjesvrije lucht door het gebruik van HEPA- of ULPA-filters die gebruikmaken van laminaire of turbulente luchtstroomprincipes. Laminaire, of unidirectionele, luchtstroomsystemen sturen gefilterde lucht in een constante stroom naar beneden. Laminaire luchtstroomsystemen worden doorgaans over 100% van het plafond gebruikt om een ​​constante unidirectionele luchtstroom te handhaven. Laminaire stromingscriteria worden over het algemeen vermeld in draagbare werkplekken (LF-afzuigkappen) en zijn verplicht in cleanrooms met ISO-1 tot en met ISO-4 classificatie.
Een goed ontwerp van een cleanroom omvat het gehele luchtdistributiesysteem, inclusief voorzieningen voor voldoende luchtafvoer naar beneden. In ruimtes met een verticale stroming betekent dit het gebruik van luchtafvoeren met een lage wand rondom de omtrek van de zone. Bij toepassingen met een horizontale stroming vereist dit het gebruik van luchtafvoeren aan de stroomafwaartse grens van het proces. Het gebruik van luchtafvoeren aan het plafond is in strijd met een goed ontwerp van een cleanroomsysteem.

Cleanroomclassificaties

Cleanrooms worden geclassificeerd op basis van hoe schoon de lucht is. In Federal Standard 209 (A tot en met D) van de VS wordt het aantal deeltjes gelijk aan of groter dan 0,5 µm gemeten in één kubieke voet lucht, en dit aantal wordt gebruikt om de cleanroom te classificeren. Deze metrische nomenclatuur wordt ook geaccepteerd in de meest recente versie 209E van de norm. Federal Standard 209E wordt in eigen land gebruikt. De nieuwere norm is TC 209 van de International Standards Organization. Beide normen classificeren een cleanroom op basis van het aantal deeltjes in de lucht van het laboratorium. De cleanroomclassificatienormen FS 209E en ISO 14644-1 vereisen specifieke deeltjestellingen en -berekeningen om het reinheidsniveau van een cleanroom of clean area te classificeren. In het Verenigd Koninkrijk wordt British Standard 5295 gebruikt om cleanrooms te classificeren. Deze norm wordt binnenkort vervangen door BS EN ISO 14644-1.
Cleanrooms worden geclassificeerd op basis van het aantal en de grootte van de deeltjes die per luchtvolume zijn toegestaan. Grote getallen zoals "klasse 100" of "klasse 1000" verwijzen naar FED_STD-209E en geven het aantal deeltjes van 0,5 µm of groter aan dat per kubieke voet lucht is toegestaan. De norm staat ook interpolatie toe, zodat het mogelijk is om bijvoorbeeld "klasse 2000" te beschrijven.
Kleine getallen verwijzen naar de ISO 14644-1-normen, die de decimale logaritme specificeren van het aantal deeltjes van 0,1 µm of groter dat per kubieke meter lucht is toegestaan. Een cleanroom van ISO-klasse 5 heeft bijvoorbeeld maximaal 105 = 100.000 deeltjes per m³.
Zowel FS 209E als ISO 14644-1 gaan uit van log-logverhoudingen tussen deeltjesgrootte en deeltjesconcentratie. Daarom bestaat er niet zoiets als een deeltjesconcentratie van nul. Normale kamerlucht valt ongeveer in klasse 1.000.000 of ISO 9.

ISO 14644-1 Cleanroom-normen