Sala limpia en la industria
Las raíces de la tecnología de salas blancas se encuentran en la tecnología nuclear. La industria de los semiconductores también reconoció muy pronto la necesidad de producir en un entorno muy limpio. Pero, sobre todo, la creciente miniaturización (espesores de capa, anchos de estructura, dimensiones funcionales) y las exigencias cada vez mayores de precisión son motivos para que otras industrias controlen la limpieza del entorno de trabajo. Sólo la producción en un entorno de trabajo limpio permite llevar a cabo y controlar los procesos críticos de pureza. Por ello, la tecnología de salas blancas se utiliza cada vez en más sectores industriales, por ejemplo, en la industria electrónica y del automóvil.
En la tecnología de salas limpias, hay que prestar especial atención al uso de equipos adecuados. Todos los componentes del equipo utilizado en la sala blanca tienen una influencia directa en el producto que se va a fabricar. La idoneidad de la sala limpia del equipo utilizado es una característica decisiva para garantizar la calidad requerida.
Fundamentos de la tecnología de las salas blancas
En una sala limpia, las partículas suspendidas en el aire se controlan con la ayuda de diversas medidas (tecnología de ventilación, vestimenta de los empleados, selección de materiales y equipos, ...) para que no se supere un límite definido. Esto sirve para cumplir varios objetivos de protección. Según el ámbito de aplicación, se trata de la protección de productos o procesos (protección de productos) o de la protección de las personas o el medio ambiente (protección del personal).
La norma fija para definir una sala limpia es el tamaño y la cantidad de partículas que se producen según la norma DIN EN ISO 14644-1. La base para ello era la norma federal estadounidense 209E, que se utilizó internacionalmente en la industria durante mucho tiempo, pero que oficialmente ha dejado de ser válida desde noviembre de 2001. Las siguientes tablas muestran el número máximo de partículas permitido en las distintas clases de salas limpias según la norma DIN EN ISO 16441-1 (la primera tabla en la unidad partículas/cft, la segunda tabla en la unidad partículas/m³).
Comparación entre los límites de clase de la norma DIN EN ISO 14644-1 y la US Federal Standard 209E:
Clase ISO | Concentraciones máximas permitidas (partículas/cft) iguales o superiores a las cantidades consideradas que se indican a continuación (valores redondeados) | US Federal Standard 209E | |||||
≥ 0,1 µm | ≥ 0,2 µmv | ≥ 0,3 µm | ≥ 0,5 µm | ≥ 1,0 µm | ≥ 5,0 µm | ||
1 | 0,3 | * | * | * | * | * | - |
2 | 3 | 1 | * | * | * | * | - |
3 | 28 | 7 | 3 | 1 | * | * | 1 |
4 | 283 | 67 | 29 | 10 | 2 | * | 10 |
5 | 2.832 | 671 | 289 | 100 | 24 | 1 | 100 |
6 | 28.321 | 6.712 | 2.889 | 997 | 236 | 8 | 1.000 |
7 | * | * | * | 9.967 | 2.356 | 83 | 10.000 |
8 | * | * | * | 99.674 | 23.559 | 830 | 100.000 |
9 | * | * | * | 996.744 | 235.594 | 8.298 | - |
*Los valores no son representativos para la clasificación
Comparación entre los límites de clase de la norma DIN EN ISO 14644-1 y la US Federal Standard 209E:
Clase ISO | Concentraciones máximas admisibles (partículas/m³) iguales o superiores a las cantidades consideradas, que se indican a continuación | US Federal Standard 209E | |||||
≥ 0,1 µm | ≥ 0,2 µmv | ≥ 0,3 µm | ≥ 0,5 µm | ≥ 1,0 µm | ≥ 5,0 µm | ||
1 | 10 | * | * | * | * | * | - |
2 | 100 | 24 | 10 | * | * | * | - |
3 | 1.000 | 237 | 102 | 35 | * | * | 1 |
4 | 10.000 | 2.370 | 1.020 | 352 | 83 | * | 10 |
5 | 100.000 | 23.700 | 10.200 | 3.520 | 832 | * | 100 |
6 | 1.000.000 | 237.000 | 102.000 | 35.200 | 8.320 | 293 | 1.000 |
7 | * | * | * | 352.000 | 83.200 | 2.930 | 10.000 |
8 | * | * | * | 3.520.000 | 832.000 | 29.300 | 100.000 |
9 | * | * | * | 35.200.000 | 8.320.000 | 293.000 | - |
*Los valores no son representativos para la clasificación
Procedimiento de prueba para comprobar la idoneidad de la sala limpia
Todos los productos se someten a pruebas de idoneidad para salas limpias de acuerdo con los requisitos de la norma DIN EN ISO 14644-14 (anteriormente VDI 2083 Parte 9.1). Dicha medición debe tener lugar en una sala limpia (según la norma ISO 14644-1) que sea al menos una clase mejor que la aptitud prevista para la que se va a certificar el producto. La excepción es una adecuación prevista para la clase 1.
Para no introducir ninguna partícula perturbadora cuando el objeto de ensayo se introduce en el entorno de ensayo limpio, se somete previamente a una limpieza con una mezcla de agua ultrapura e isopropanol y se sopla con aire comprimido ultrapuro. Además, el producto funciona en la sala blanca 24 horas antes de la medición de la certificación. De esta forma se garantiza la eliminación de las impurezas anteriores, el paso de los elementos sometidos a tensión tribológica (tensión por fricción) y la no influencia de la siguiente medición.
Ahora se analiza el objeto de prueba con la ayuda de un contador óptico de partículas (OPS) para identificar posibles fuentes de partículas. Durante el proceso de medición se coloca una sonda de partículas en estos puntos. Estas fuentes de partículas suelen producirse en lugares donde se producen tensiones tribológicas durante el funcionamiento. Durante la siguiente medición de calificación, que dura 100 minutos, se determina la emisión de partículas para cada punto de medición. Con la ayuda de una evaluación estadística, tal y como se describe en la norma ISO 14644-1, se define en qué clase de pureza del aire puede utilizarse al menos el objeto de ensayo.
Comparación de las dimensiones de las posibles partículas transportadas por el aire:
| Iones | Moléculas | Macromoléculas | Micropartículas | Macropartículas |
Visibles con | Microscopio electrónico de barrido (MEB) | Microscopio | A simple vista | ||
Ejemplos | Radio atómico Iones metálicos | Azúcar Herbicida | Hollín Virus Humo del tabaco | Bacterias Glóbulos rojos | Polen Arena Pelo humano Niebla |
Tamaño [µm (LOG)] | 0,001 | 0,01 | 0,1-1,0 | 10 | 100-1.000 |