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07.09.2017 13:16

Neue VDI-Normen zur Reinraumtechnik etabliert

Jörg Walz Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

    Regelwerke sind aus der Reinheitstechnik nicht mehr wegzudenken. Sie geben branchenspezifisch vor, welche Sauberkeitsstandards, Prüfmethoden oder Grenzwerte eingehalten werden müssen. Das Fraunhofer IPA engagiert sich weltweit in Gremien und gestaltet wegweisende Regelwerke mit. Über Neuerungen wie der Erweiterung der VDI 2083-Richtlinienfamilie um nanoskalige Kontaminationen und einem Berechnungsverfahren zur Bestimmung des Abbaus von Wasserstoffperoxid, der Desorptionskinetik von Werkstoffen nach deren Wasserstoffperoxidbegasung informieren die Wissenschaftler auf den Messen Cleanzone und Lounges on Tour vom 17. bis 18. Oktober in Frankfurt am Main.

    Dr. Udo Gommel, Abteilungsleiter Reinst- und Mikroproduktion, ist in mehreren Gremien und Industrieverbünden für die Etablierung von Regelwerken für Reinraum- und Reinheitstechnik verantwortlich. Als Vorsitzender des VDI-Fachausschuss Reinraumtechnik tagt er mit seinem Gremium, zumeist Industrievertreter, mindestens zweimal pro Jahr, um die mehr als 20 Richtlinienblätter für Reinraumtechnik, die VDI 2083, zu prüfen, bei Bedarf zu modifizieren und mit ihrem internationalen ISO-Pendant abzugleichen.

    Basisnorm um nanoskalige Partikelkontaminationen erweitert
    In den vergangenen Treffen hat der VDI-Fachausschuss für Reinraumtechnik die Notwendigkeit festgestellt, Reinräume und reinheitstechnisch kontrollierte Bereiche auf den Bereich unterhalb 0,1 Mikrometer bis in den einstelligen, nanoskaligen Bereich zu erweitern. Hintergrund ist, dass sich die Strukturbreiten im Halbleiterbereich und in der Nanotechnik immer weiter verkleinern. »Für die Herstellung von Mikrochips werden immer kleinere Bauteile benötigt. Folglich nimmt auch die Größe der Partikelkontaminationen ab, die kontrolliert werden müssen«, erläutert Gommel. VDI 2083/1, laut dem Experten das »Mutterschiff« der VDI-Normen zur Reinraumtechnik, umfasst Partikelgrößen von 0,1 bis 5,0 Mikrometer. Die neue, in Kürze erscheinende Norm VDI 2081/1.1 bezieht sich hingegen auf wesentlich kleinere Kontaminationen im Bereich von 5 bis 100 Nanometer. Dafür hat der VDI-Ausschuss ein neues Klassifizierungssystem erarbeitet, das Grenzwerte für die Einhaltung produkt- und prozessspezifischer Spezifikationen vorgibt. Hierfür wurden auch Messtechniken und eine Vorgehensweise zur Charakterisierung reiner Bereiche und Betriebsmittel festgelegt. Ende dieses Jahres soll die neue Richtlinie verabschiedet werden. In seinen Vorträgen am 18. Oktober auf der Cleanzone und der Lounges on Tour stellt Gommel die Neuerungen vor.

    Neue Berechnungsmethodik ermittelt Desorptionszeit von H202
    Ein weiteres Themenfeld, dem sich der VDI-Fachausschuss für Reinraumtechnik angenommen hat, ist die Desorptionskinetik, also der Abbau von Wasserstoffperoxid (H2O2) nach der Beaufschlagung von Oberflächen in reinheitstechnisch kontrollierten Bereichen. Um Produkte und sauberkeitskritische Oberflächen für die Pharmaindustrie oder die Medizintechnik, beispielsweise bei der Tabletten- oder Implantateproduktion, kontaminationsfrei zu halten, müssen die Reinräume über Nacht sterilisiert werden. Das funktioniert häufig, indem man sie mit Wasserstoffperoxid begast und die Mikroorganismen dabei abtötet. Erhöhte H202-Konzentrationen sind für den Menschen allerdings schädlich und sollten nicht eingeatmet werden. Daher werden die Reinräume nach der Sterilisation so lange belüftet, bis die H202-Konzentration auf einen unkritischen Wert abgesunken ist. Das Gas haftet allerdings an Oberflächen an, wodurch der Abbau verlangsamt und die Wiederaufnahme der Produktionsaktivität im Reinraum verzögert wird. Daher hat das Fraunhofer IPA eine Vorgehensweise entwickelt, mit der man die Halbwertszeit des H202-Abbaus ermitteln kann. »So wissen Anwender, wann sie Ihre Produktion wieder aufnehmen können«, hebt Gommel hervor. Der neue Berechnungsalgorithmus wurde in die VDI-Richtlinie 2083/20 integriert. Auf der Cleanzone am 18. Oktober präsentiert IPA-Experte Dr. Markus Keller die Vorgehensweise der Öffentlichkeit.

    Weg von der bloßen Raumluftbewertung, hin zu spezifischen Kontaminationen
    In Gremien und Industrieverbünden arbeitet das Fraunhofer IPA auch daran, die verschiedenen Regelwerke zur Reinraum- und Reinheitstechnik in Einklang zu bringen. Neben der VDI 2083-Richtlinienreihe gelten für Reinraum-Akteure die internationale Normenfamilie ISO 14644 sowie die ECSS für den Bereich der Luft- und Raumfahrt. Bei luftgetragenen Kontaminationen ist der Trend erkennbar, dass nicht mehr nur die Reinraumumgebung als Mittel zum Zweck bewertet wird, sondern immer mehr die Produkte und deren spezifischen Sauberkeitsanforderungen in den Vordergrund rücken. »Früher thematisierten die Normen nur die Luftreinheit, heute bekommt der Anwender schon konkrete Vorgaben zu den einzuhaltenden Oberflächensauberkeiten, Bauteilspezifikationen oder Fertigungsumgebungsqualitäten. Das gilt in Bezug auf partikuläre, chemische, filmische und auch mikrobiologische Aspekte, wie diese für die produktionstechnischen Abläufe, zum Beispiel bei der Fertigung von Satelliten, Automobilbauteilen oder auch Implantaten, benötigt werden«, bestätigt Gommel. Details erläutert Gommel am 18. Oktober auf den Lounges on Tour.

    Steckbrief

    1. Cleanzone
    Wann: 17. bis 18. Oktober 2017
    Wo: Frankfurt am Main, Messe Frankfurt
    Vorträge:
    9.15 Uhr bis 9.40 Uhr: »VDI 2083/1.1 Nano-Kontaminationen – Klassifizierung und Messung« (Referent: Dr. Udo Gommel, Fraunhofer IPA)
    10.15 Uhr bis 10.40 Uhr: »VDI 2083/20 Bestimmung der Desorptionskinetik von Werkstoffen nach Begasung« (Referent: Dr. Markus Keller, Fraunhofer IPA)

    2. Lounges on Tour:
    Wann: 17. bis 18. Oktober 2017
    Wo: Frankfurt am Main, The Squaire, Frankfurt Airport
    Vortrag:
    11.30 Uhr bis 12.00 Uhr: »Normenentwicklung (ISO, VDI, ECSS) – ACC-Einfluss auf das Produktumfeld und Prozesstauglichkeit von Verbrauchsmaterialien« (Referent: Dr. Udo Gommel, Fraunhofer IPA)

    Pressekommunikation
    Ramona Hönl | Telefon +49 711 970-1638 | ramona.hoenl@ipa.fraunhofer.de

    Fachlicher Ansprechpartner
    Dr. Udo Gommel | Telefon +49 711 970-1633 | udo.gommel@ipa.fraunhofer.de


    Weitere Informationen:

    http://www.cleanzone.messefrankfurt.com/frankfurt/de/besucher/willkommen.html
    http://www.x4com.de/dokumente/Print_Beitrag_ExperienceExpo2017.pdf


    Anhang
    attachment icon Mediendienst 5.2017

    Merkmale dieser Pressemitteilung:
    Journalisten
    Elektrotechnik, Informationstechnik, Maschinenbau, Werkstoffwissenschaften
    überregional
    Forschungs- / Wissenstransfer
    Deutsch


    Das Fraunhofer IPA gestaltet verschiedene Regelwerke für die Reinraumtechnik mit. Wichtige Neuerungen stellen die Experten auf den Messen Cleanzone und Lounges on Tour vor.


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