Tests im reinsten Reinraum der Welt

Willkommen in der Abteilung der Reinst- und Mikroproduktion vom Fraunhofer IPA. Dies ist die weltweit führende Forschungs- und Prüfeinrichtung für die Reinstproduktion. Hier testet auch Glamox seine Reinraumleuchten.

Wenn Sie die Prüfeinrichtung des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung in Stuttgart besucht haben, können Sie mit Fug und Recht behaupten, dass Sie im reinsten Reinraum der Welt gewesen sind. Seit mehr als 30 Jahren ist das Institut, das sich in der Nähe der Universität Stuttgart befindet, das Zentrum für die Erforschung von reinen Umgebungen.Glamox hat das Fraunhofer IPA Ende August vergangenen Jahres in Stuttgart besucht. Wir wollten mit eigenen Augen die anerkannte Reinraumumgebung sehen, in der seriöse Hersteller von Einrichtungen und Geräten für Reinräume ihre Produkte testen. Von Deckensystemen bis zu Robotern und Prozesswerkzeugen wird hier alles den verschiedenen Reinraumtests unterzogen, die das Fraunhofer IPA zu bieten hat. Für Glamox ist es wichtig, dass unsere Reinraumleuchten hier getestet werden. Die von Fraunhofer angebotene Reinraumzertifizierung stellt eine objektive und zuverlässige Bewertung unserer Produkte dar. Dies gibt unseren Kunden eine gute Entscheidungsgrundlage, wenn sie unsere Lösung mit anderen vergleichen. 

Der erste Schritt bei der Prüfung der Partikelfreisetzung ist die Lokalisierung der Punkte, an denen sich Staub und Schmutz ansammeln können. Dies wird mittels einem optischen Partikelzählerlaser durchgeführt.

Wenn eine geeignete Anzahl an Prüfpunkten bestimmt ist, werden Messköpfe des Partikelzählers an jedem Punkt angebracht. 

2.100 geprüfte Reinraumprodukte

In Stuttgart führt uns der Gruppenleiter Dr. Frank Bürger und seine Kollegin Jasmin Mettmann, Master of Science, durch die Einrichtung.„Wir können mehr als 40 verschiedene Tests anbieten, je nach Produkt und Anwendung, und in unserer Datenbank haben wir über 2.100 geprüfte Reinraumprodukte aus den vergangenen zehn Jahren“, sagt Dr. Bürger, der seit 13 Jahren für das Fraunhofer IPA tätig ist. Er wurde von einem US-Unternehmen aus der Halbleiterfertigungsindustrie abgeworben, die zufällig die Branche mit den höchsten Reinraumanforderungen überhaupt ist. Produkttests sind aber nur ein Teil der Aktivitäten der Abteilung der Reinst- und Mikroproduktion.  Der Hauptschwerpunkt sin die angewandte Forschung und Wissenschaft. Dabei muss sichergestellt werden, dass die Normen, die die Reinraumindustrie anleiten, immer auf dem aktuellen Stand sind. „Wir sind die treibende Kraft bei der Entwicklung und Verbesserung der internationalen Normen, die bei der Prüfung von Reinraumprodukten verwendet werden“, sagt Dr. Bürger. Er erwartet eine zunehmende Nachfrage nach Reinraumprüfungen in den kommenden Jahren.„Wir sehen, dass immer mehr Industriezweige ihre Produkte unter festgelegten Reinraumbedinungen fertigen müssen“, sagt er. 

Prüfung der Partikelfreisetzung

Es gibt vor allem zwei Tests, die Glamox als wichtig für Reinraumleuchten ansieht. Der erste ist die Prüfung der Partikelfreisetzung, die nach ISO 14644-14 und ISO 14644-1 ausgeführt und eingestuft wird. Diese Prüfung wird im eigenen Reinraum vom Fraunhofer IPA durchgeführt, der mindestens zehn Mal reiner ist als die Anforderungen an die Luftreinheit nach ISO Klasse 1. Um eine so extreme Reinheit zu erreichen, ist eine laminare Luftströmung erforderlich. Das bedeutet, dass die Luft nur von der Decke zum Boden abwärts strömt. Der Boden ist perforiert, damit die Luft hindurchdringen kann, und in der Decke befinden sich Filter, die Partikel auffangen. Um die idealen Bedingungen für einen Referenzreinraum zu schaffen, wird die Luft im 250 Quadratmeter großen Raum alle zwölf Sekunden ausgetauscht.Die kleine Größe und die Menge der Partikel, die bei dieser Prüfung erfasst werden können, sind kaum vorstellbar. Für die Luftreinheitsklasse ISO 1 dürfen nur zehn Partikel, die nicht größer als 0,1 Mikrometer (1 Mikrometer ist ein Tausendstel Millimeter) sind, in einem Kubikmeter Luft vorhanden sein.  Doch angesichts der Tatsache, dass ein Staubkorn in einer Halbleiterfertigungsanlage Mikrochips mit einem Wert in Millionenhöhe ruinieren kann, lässt sich leicht verstehen, warum ein so hohes Maß an Reinheit erforderlich ist.  Die Prüfung der Partikelfreisetzung beginnt mit einer Lokalisierung der Partikelquellen, die unfeierlich als „Schnüffelei“ bezeichnet wird.  Dies umfasst einen Partikelzähler, der Laser zur Messung der Größe und zur Zählung der luftgetragenen Partikel einsetzt. Der Zähler ist mit einem Messkopf versehen, der eine Ansaugkapazität von 28,3 Liter Luft pro Minute hat. Der Bediener betrachtet die Leuchte von allen Seiten, um Punkte zu ermitteln, an denen sich Partikel ansammeln. Wenn eine geeignete Anzahl von Messpunkten festgestellt ist, werden Messköpfe an festen Positionen an jedem Messpunkt angebracht, wo sie für einen Prüfzeitraum von 100 Minuten verbleiben. 

Um die Reinigbarkeit der Leuchten zu bewerten, wird eine Mischung mit Riboflavin auf die Oberfläche der Leuchten gegeben. Die Kontamination ist fluoreszierend gelb gefärbt und unter UV-Licht klar zu erkennen. 

Nach der Reinigung wird der Erfolg der Reinigungsprozedur auf der Grundlage des Vorhandenseins einer Restkontamination evaluiert. 

Reinigbarkeitstest

Der zweite Test ist für Glamox genauso wichtig. Das ist ein Reinigbarkeitstest. Um die Reinigbarkeit der Leuchten zu bewerten, wird eine Mischung mit Riboflavin auf die Oberfläche der Leuchten gegeben. Die Kontamination ist fluoreszierend gelb gefärbt und unter UV-Licht klar zu erkennen. Die Kontamination wird anschließend durch einen reproduzierbaren Reinigungsprozess entfernt. Für glatte Flächen wird eine Reinigungssimulator verwendet, um vergleichbare Resultate zu erzielen. Der Erfolg der Reinigungsprozedur wird auf der Grundlage des Vorhandenseins einer Restkontamination evaluiert. Durch die Verwendung eines fluoreszierenden Pigments können Bereiche, die schwer zu reinigen sind, eindeutig visualisiert werden. Dieser Test wird nach dem VDMA-Merkblatt „Riboflavintest für keimarme oder sterileVerfahrenstechniken – Fluoreszenztest zur Prüfung der Reinigbarkeit“ durchgeführt.