Das Reinraum Wiki: Begriffe und Definitionen

Willkommen auf dem Reinraum Wiki, dem Wiki für Begriffe rund um die Reinraumtechnik.

Dieser Service der COLANDIS GmbH wurde ins Leben gerufen, um Unternehmen aus der Industrie und Technologiebranche eine zentrale Anlaufstelle für den technischen Bereich in der Reinraumtechnik bereitzustellen.

Wir werden regelmäßig neue Begriffe rund um die Themen Reinraum, Sauberraum, Reinheitstauglichkeit und Reinraumtauglichkeit erklären. Viel Spaß beim Stöbern, Nachschlagen und Informieren.

Begriffe der Reinraumtechnik von A bis E

Abnahmemessungen

Abnahmemessungen für Reinräume dienen dem Nachweis der Übereinstimmung mit den festgelegten Anforderungen der Luftreinheit. Sie erfolgen nach vorgeschriebenen Standards entsprechend DIN EN ISO14644-1, DIN EN ISO 14644-4 und VDI 2083-3. Die Abnahmemessungen umfassen dabei mindestens

  • Luftvolumenstrom- / Luftgeschwindigkeitsprüfung
  • Bestimmung der Luftwechselzahl
  • Differenzdruckprüfung
  • Dichtheitsprüfung für Filter
  • Zählung luftgetragener Partikel inkl. statistische Auswertung und Klassifizierung des Reinraumes

Weitergehende Messungen umfassen Klimaparameter, Schallpegel und Beleuchtungsstärke.

Abscheidegrad (Trenngrad, separation efficiency)

Im Allgemeinen wird mit dem Abscheidegrad die Wirksamkeit von Trennverfahren bewertet. In der Reinraum-Filtertechnik beschreibt der Abscheidegrad eines Filters das Verhältnis von abgeschiedenen Partikeln zu eingetretenen Partikeln pro Volumeneinheit und wird in Prozent angegeben.

Abscheidegrad (in %) = 100 x (CE-CA) / CE

CE= Partikelkonzentration bei Lufteintritt CA= Partikelkonzentration bei Luftaustritt

Der Abscheidegrad ist von der Partikelgröße abhängig. Da die Partikel der Größe 0,1 bis 0,3 Mikrometer in der Filtertechnik am schwierigsten abzuscheiden sind (MPPS = most penetrating particle size), erfolgt die Filterklassifizierung anhand des Abscheidegrades  gegenüber dieser Partikelgrößen.

AMC-Filter

AMC (Airborne Moleculare Contamination)-Filter dienen der Abscheidung chemischer Kontaminationen. Sie können Aktivkohle- oder chemisch aktive Filter sein. Je nach Filterart gibt die Abscheidemechanismen Diffusion, Physikalische Adsorption, Chemiesorption und Ionenaustauscher.

Aminofilter

(Begriff aus der Reinraumtechnik) Aminofilter sind chemische Filter, die Aminoverbindungen aus der Luft filtern und chemisch binden. Der Einsatz von Aktivkohle ohne chemische Imprägnierung ist nicht möglich, da Aminoverbindungen von der unbehandelten Aktivkohle nicht zurückgehalten werden können. (siehe auch: AMC-Filter)

Begriffe der Reinraumtechnik von F bis J

Flowbox

Veralteter und inzwischen ungebräuchlicher Begriff. Der Begriff Flowbox wird durch Kunden für verschiedene Produkte verwendet und ist daher missverständlich. Diese Produkte sind:

  • Lüfter-Filter-Module /FFM
  • Reinluft-Abeitsplätze
  • Reinraumkabinen
Grauraum, Graubereich, Grauzone

veralterer Begriff, Arbeitsbereich mit erhöhten Reinheitsanforderungen ohne definierte Partikelreinheitsklasse der Luft nach ISO 14644-1 und geringerer Partikelkonzentration als in der Außenluft

Hardwall-Kabine

Im Gegensatz zur Softwall-Kabine ist die Hardwall-Kabine ein Reinraum mit festen Wandflächen. Die Wandflächen können z.B. aus PVC-Hartschaum, Edelstahl-Lochblech und Einscheibensicherheitsglas bestehen.

HEPA-Filter

Das High Efficiency Particulate Air-Filter ist ein Schwebstofffilter in einem starren Rahmen. Der minimale Abscheidegrad ist ≥ 99,95% nach EN 1822.

  • Abscheidegrad H13 ≥ 99,95%
  • Abscheidegrad H14 ≥ 99,995%
Horizontalströmung

Die Luftströmung verläuft waagerecht aus der Filterwand und fällt mit der Entfernung langsam zum Boden ab. Dieses Prinzip bietet sich an, wenn der vertikale Luftstrom durch den Aufbau von Maschinen verhindert wird, oder die verunreinigte Luft nur horizontal abgeführt werden soll/kann.

Begriffe der Reinraumtechnik von K bis O

Klassifizierung

Nach ISO 14644-1 muss die Reinheit in einem Reinraum oder reinen Bereich für mindestens einen der folgenden Betriebszustände festgelegt sein:

  • Bereitstellung
  • as-built: Vollständig fertiggestellter und in Betrieb befindlicher Reinraum, ohne Personal und ohne stattfindende Produktion Leerlauf
  • at-rest: Vollständig fertiggestellter und in Betrieb befindlicher Reinraum, mit laufenden Produktionseinrichtungen, ohne Personal Fertigung
  • in-operation: In Betrieb befindlicher Reinraum mit laufender Produktion und arbeitendem Personal.

Die Abnahmemessung nach Fertigstellung eines Reinraumes findet üblicherweise im Betriebszustand as-built statt, bei einer Reinraum(re-)qualifizierung werden die Zustände at-rest und/oder in-operation betrachtet. Zur Anwendung und Methodik der Reinraumklassifizierung ist auch die Richtlinie VDI 2083 zu beachten.

Kreuzkontamination

Kreuzkontaminationen sind Kontaminationen von Personen oder benachbarter Prozesse, die den zu betrachtenden Prozess negativ beeinflussen. Die Möglichkeit einer Kreuzkontamination ist vor allem in Reinräumen mit turbulenter Mischlüftung gegeben. Bei Reinräumen mit turbulenzarmer Verdrängungsströmung oder in Minienvironments ist die Gefahr einer Kreuzkontamination geringer, da dort die Kontaminationen gezielt in unkritische Bereiche abgeführt werden.

Lüfter-Filter-Modul

(auch Filter-Fan-Unit (FFU)) oder Filter-Fan-Modul (FFM)) Ein Lüfter-Filter-Modul ist eine kompakte Versorgungseinheit für Reinstluft. Diese Module bestehen in den meisten Fällen aus Gehäuse, Filterelement (HEPA- oder ULPA-Filter) und Ventilator. Produktabhängig kann es zu geringfügigen Abweichungen vom Grundaufbau kommen. Ggf. kann ein Lüfter-Filter-Modul mit Vorfilterelementen ausgestattet sein. Diese werden zum Schutz des HEPA/ULPA-Filters vor Grobstaub eingesetzt. In Sonderfällen können diese Vorfilter als chemische Filter ausgelegt sein, um molekulare Verunreinigungen aus der Luft herauszufiltern. Lüfter-Filter-Mdoul mit Beschriftung

Minienvironment

Das Minienvironment ist ein lokaler Reinraum, der die saubere / reine Produktionsumgebung im bzw. unmittelbar um eine Maschine herum realisiert. Der Begriff ist im Halbleiterstandard von SEMI definiert. Er ist beschrieben als „a localised environment created by an enclosure to isolate the product from contamination and people” (SEMI E44-95 Guide for Procurement and Acceptance of Minienvironments). Die für viele Prozesse in Hochtechnologiebereichen heutzutage notwendige Reinheit kann meist nur in Minienvironment realisiert werden, da man dadurch einen optimalen Schutz vor Kreuzkontaminationen erhält. Zusätzlich erreicht man bei einer konsequenten Einhaltung der technologischen Prozesse innerhalb der Minienvironments und Gestaltung der Schnittstellen zwischen diesen (Produktübergabe), dass die Bedingungen des umgebenden Raumes (Reinraum) nicht den hohen Ansprüchen der Prozesse mehr genügen muss, sondern eine geringere Luftreinheitsklasse ausreichend ist. Dies macht sich vordergründig bei den laufenden Kosten einer Fertigung im Reinraum bemerkbar.

Begriffe der Reinraumtechnik von P bis T

Partikel
„Kleinstteilchen mit definierten physikalischen Grenzen“ [ISO 14644-5:2004, 3.1.7]
Partikelreinheitsklasse der Luft

Die Reinheit der Luft muss durch die Angabe der maximal zulässigen Anzahl luftgetragener Partikel klassifiziert werden. Die Klassifizierung ist in der ISO 14644-1 und der VDI 2083-1 beschrieben. Die Partikelreinheitsklassen der Luft werden durch Messung der Partikelkonzentration ermittelt. Die Partikelreinheitsklasse der Luft gilt als erreicht, wenn die gemessene Partikelkonzentration in jeder vorab festgelegten Partikelgröße die Grenzkonzentration einhält. Die Partikelreinheitsklasse der Luft muss für einen oder mehrere Betriebszustände festgelegt sein. Diese Betriebszustände können sein:

  • As built – Reinraum in Betrieb, ohne Einrichtung und ohne Personal
  • At rest – Reinraum in Betrieb, mit Einrichtung, ohne Personal, keine Produktion
  • In operation – Reinraum in Betrieb, mit Einrichtung, mit Personal, normaler Betrieb
Partikelvorfilter

Vorfilter zur Abscheidung von Partikeln werden in Grobstaubfilter und Feinstaubfilter unterteilt. Die Grobstaubfilter werden in die Klasse G1 bis G4 eingeteilt, die Feinstaubfilter in die Klassen F5 bis F9. Im Aufbau unterscheiden sich diese in Filtermatten, Taschenfilter, Kompaktfilter u.a.. Ggf. können auch HEPA- oder ULPA-Filter als Vorfilterelemente eingesetzt werden. Die HEPA-Filter werden in die Klasse H10 bis H14 und die ULPA-Filter in die Klasse U15 bis U17 eingeteilt. Die Partikelreinheitsklasse der Luft muss für einen oder mehrere Betriebszustände festgelegt sein. Diese Betriebszustände können sein:

  • As built: Reinraum in Betrieb, ohne Einrichtung und ohne Personal
  • At rest: Reinraum in Betrieb, mit Einrichtung, ohne Personal, keine Produktion
  • In operation: Reinraum in Betrieb, mit Einrichtung, mit Personal, normaler Betrieb
Penetration

Die Durchdringung des Filtermediums wird als Penetration bezeichnet und ist das Verhältnis der Partikelkonzentration, welche das Filtermedium verlässt zur Partikelkonzentration, welche in das Filtermedium eindringt. Sie wird in Prozent ausgedrückt und basiert auf speziellen Partikelgrößen.

Prüfaerosol

Prüfaerosole werden in der Reinraumtechnik zur Kalibrierung von Partikelzählern und zur Prüfung der Filter eingesetzt. Da die Partikel der Größe 0,1 bis 0,3 Mikrometer in der Filtertechnik am schwierigsten abzuscheiden sind (MPPS = most penetrating particle size), erfolgt die Klassifizierung der Filter anhand ihrer Filtereffektivität gegenüber diesen Partikelgrößen mittels DEHS-Prüfaerosol (Di-2-Ethylhexyl-Sebacat)

Reinraum

„Raum, in dem die Konzentration luftgetragener Partikel geregelt wird, der so konstruiert und verwendet wird, dass die Anzahl der in den Raum eingeschleppten bzw. im Raum entstehenden und abgelagerten Partikel kleinstmöglich ist, und in dem andere reinheitsrelevante Parameter wie Temperatur, Feuchte und Druck nach Bedarf geregelt werden.” [ISO 14644-1:1999, 2.1.1]

Reinraumklasse

Der Begriff Reinraumklasse ist ein veralteter Begriff, der heute mit Partikelreinheitsklasse der Luft beschrieben wird. Er beschreibt die Klassifizierung von Reinraumbereichen in ISO-Klassen (siehe ISO 14644-1). Der Begriff Reinraumklasse ist schon dadurch irreführend, da man einen Reinraum nicht nach dem Raum an sich, sondern nur nach der Reinheit der Luft in diesem klassifizieren kann. Die Reinheit des Raumes wird indirekt über die Reinheit der Luft in diesem Raum beschrieben.

Reinraumkabine

Eine Reinraumkabine ist ein lokaler Reinraumbereich, der örtlich veränderbar ist (Rollen, einfaches Verschieben), aus einer Rahmenkonstruktion besteht und Wandflächen aus festen Elementen (Hardwall – Glas, Kunststoff, Blech u.a.) oder Folien (Softwall – flächig und/oder in Streifen) besitzt. Die Reinstluftversorgung erfolgt über Lüfter-Filter-Module.

Reinraumkleidung

Reinraumkleidung dient dem Schutz von Produkten, die unter Reinraumbedingungen produziert werden, vor einer Kontamination durch den Menschen. Wichtige Kriterien für die Einordnung als Reinraumkleidung sind:

  • Abriebfestigkeit

Gefordert ist eine geringe Partikelabgabe bei Reibungskontakten des Kleidungsmaterials mit sich selbst, mit Umgebungsmaterial oder dem Material der Unterbekleidung. Die Abriebfestigkeit (auch Scheuerbeständigkeit genannt) wird häufig mit dem Martindale-Test nach ISO 12947 ermittelt.

  • Partikelrückhaltevermögen

Das Partikelrückhaltevermögen definiert die Filterwirkung der Reinraumkleidung zwischen Mensch und Produkt. Die von der Haut oder der Unterbekleidung abgegebenen Partikel müssen weitestgehend von der Reinraumkleidung zurückgehalten werden. Mögliche Prüfung des Partikelrückhaltevermögens mit der ITV-Prüfmethode entsprechend VDI 3926.

  • Antistatik

Elektrostatische Aufladungen der zumeist aus Kunststofffasern bestehenden Reinraumkleidung werden durch Einlagerung von leitfähigen Carbonfasern verhindert. Reinigbarkeit

Reinraumtauglichkeit (nach VDI 2083-9.1)

Die Reinraumtauglichkeit beschreibt den Einfluss eines Betriebsmittels auf den Reinraum und beurteilt die Tauglichkeit eines Betriebsmittels für seinen Einsatz in Reinräumen, die nach einem Regelwerk zur Beurteilung der Luftreinheit spezifiziert sind. Im Sinne dieser Richtlinie wird die Partikelemission zur Klassifizierung benutzt. Anmerkung: Reinraumtauglichkeit ist Bestandteil der Reinheitstauglichkeit.

Reinheitstauglichkeit (nach VDI 2083-9.1)

Die Reinheitstauglichkeit beurteilt Betriebsmittel oder reinlufttechnische Komponenten hinsichtlich des Einsatzes in Reinräumen. Sie beschreibt das Aufkommen oder Vorhandensein der am Betriebsmittel oder an der raumlufttechnischen Komponente bestehenden oder generierten Verunreinigungen. Die Reinheitstauglichkeit beschreibt den Einfluss eines Betriebsmittels auf das Produkt, welches im oder mit dem Betriebsmittel bearbeitet wird.

Sauberraum

Der Begriff Sauberraum wird für räumlich abgetrennte Bereiche verwendet, die von ihrer Luftreinheit besser als die umgebenden Bereiche sind, jedoch nicht zwingend Reinraumqualität aufweisen müssen und nicht in die gängigen Partikelreinheitsklassen der Luft nach ISO 14644-1 bzw. VDI 2083-1 eingeordnet werden. Auf Grund der konsequenten Umsetzung des metrischen Maßsystems und der Ablösung des US-Federal-Standards 209E durch die ISO 14644-1 kann man ggf. den Sauberraum mit einer Partikelreinheitsklasse der Luft von ISO 9 oder ISO 8 beschreiben. Viel wichtiger als diese Klassifizierung über Partikelkonzentrationen in der Luft ist es aber, den Sauberraum für den jeweiligen Einsatzfall zu definieren und Aktionen festzulegen, die diesen als den ursprünglich gedachten Sauberraum erhalten.

Sauberraummodul

Der Aufbau des Sauberraummoduls entspricht im Wesentlichen dem des Lüfter-Filter-Moduls. Im Unterschied zu diesem wird kein HEPA- oder ULPA-Filter sondern ein hochwertiges Feinfilterelement eingesetzt. Dadurch erreicht man eine für viele Prozesse ausreichende Luftfiltration bei einem sehr hohem Volumenstrom.

Schwarzraum, Schwarzbereich, Schwarzzone
veralterter Begriff aus der Reinraumtechnik, Arbeitsbereich ohne Beschränkung der Partikelkonzentration (Außenbereich)
Schleusenbank
siehe Sit-Over-Bank
Softwall-Kabine

Im Gegensatz zur Hardwall-Kabine ist die Softwall-Kabine ein Reinraum mit flexiblen, nicht festen Wandflächen. Die Wandflächen können z.B. aus PVC-Reinraumvorhängen und -streifenvorhängen bestehen. Die feste und modular aufgebaute Decke mit integrierten Lüfter-Filter-Modulen wird durch Stützen getragen.

Sit- Over-Bank

auch Übersteigbank, Schleusenbank. Ausstattung von Personenschleusen; dient dem Wechsel der Kleidung und zur Abgrenzung von Bereichen mit unterschiedlicher Kleiderordnung. Des Weiteren stellt die Bank eine Barriere für die Bodenkontamination dar.

Staubklasse

veralteter Begriff aus der Reinraumtechnik, Der Begriff Staubklasse ist ein veraltereter Begriff, der heute mit Partikelreinheitsklasse der Luft beschrieben wird. Er beschreibt die KLassifizierungvon Reinraumbereichen in ISO-Klassen.

Begriffe der Reinraumtechnik von U bis Z

Übersteigebank
siehe Sit-Over-Bank
ULPA-Filter

Das Ultra Low Penetration Air-Filter ist ein Schwebstofffilter mit einem minimalen Abscheidegrad von ≥ 99,9995% nach EN 1822. Es ist somit effizienter als ein HEPA-Filter.

  • Abscheidegrad U15 ≥ 99,9995%
  • Abscheidegrad U16 ≥ 99,99995%
  • Abscheidegrad U17 ≥ 99,999995%

Vertikalströmung

Die Luft strömt senkrecht und turbulenzarm, die Partikel werden mit einer gleichmäßigen Luftströmung von oben nach unten abgeführt. So werden einzelne Arbeitsbereiche gut voneinander isoliert und beeinflussen sich weniger.

Volumenstrom

Als Vorfilter werden Filterelemente bezeichnet, die eine weitere Filterstufe in lufttechnischen Anlagen vorgeschalten sind. Meist geschieht dies, um Schwebstofffilter (HEPA- oder ULPA-Filter) vor einer zu hohen Partikelbelastung zu schützen und damit Kosten zu senken. Je nach Aufbau können mit Vorfilterelementen Partikel oder auch molekulare oder atomare Kontaminationen aus der Luft gefiltert werden.

Vorfilter

Als Vorfilter werden Filterelemente bezeichnet, die eine weitere Filterstufe in lufttechnischen Anlagen vorgeschalten sind. Meist geschieht dies, um Schwebstofffilter (HEPA- oder ULPA-Filter) vor einer zu hohen Partikelbelastung zu schützen und damit Kosten zu senken. Je nach Aufbau können mit Vorfilterelementen Partikel oder auch molekulare oder atomare Kontaminationen aus der Luft gefiltert werden.

Weißraum, Weißbereich, Weißzone

veralteter Begriff aus der Reinraumtechnik, ist ein Arbeitsbereich im Reinraum mit definierter Partikelreinheitsklasse der Luft (nach ISO 14644-1)

Workbench/ Reine Werkbank

Eine Reine Werkbank ist ein Arbeitstisch mit einer Reinstluftversorgung (siehe Lüfter-Filter-Modul), welche die Arbeitsfläche mit einem vertikalen oder horizontalen Reinstluftstrom versorgt.