Salle blanche dans l'industrie
La technologie des salles blanches trouve ses racines dans l'ingénierie nucléaire. L'industrie des semi-conducteurs a également reconnu très tôt la nécessité de produire dans un environnement très propre. Mais c'est surtout la miniaturisation croissante (épaisseurs de couche, largeurs de structure, dimensions fonctionnelles) et les exigences toujours plus élevées en matière de précision qui incitent d'autres secteurs à contrôler la propreté de l'environnement de travail. Seule la fabrication dans un environnement de travail propre permet de réaliser et de maîtriser des processus critiques en termes de propreté. C'est ainsi que la technique des salles blanches ou des salles propres est utilisée dans un nombre croissant de secteurs industriels, comme par exemple dans l'industrie électronique ou automobile.
Dans la technique des salles blanches, il convient de veiller tout particulièrement à l'utilisation de moyens d'exploitation appropriés. Tous les composants des équipements utilisés en salle blanche ont une influence directe sur le produit à fabriquer. Ainsi, l'aptitude à la salle blanche d'un équipement utilisé est une caractéristique décisive pour garantir la qualité requise.
Les bases de la technologie des salles blanches
Dans une salle blanche, les particules en suspension dans l'air sont contrôlées à l'aide de différentes mesures (technique de ventilation, habillement des collaborateurs, choix des matériaux et des équipements, ...), de sorte qu'une limite définie ne soit pas dépassée. Cela permet de remplir différents objectifs de protection. Selon le domaine d'application, il s'agit de protéger les produits ou les processus (protection des produits) ou de protéger les personnes ou l'environnement (protection du personnel).
La norme établie pour définir une salle blanche est la taille et la quantité des particules présentes selon la norme DIN EN ISO 14644-1. La base de cette norme était la norme fédérale américaine 209E, qui a longtemps été utilisée dans l'industrie au niveau international, mais qui n'est plus officiellement en vigueur depuis novembre 2001. Les tableaux suivants indiquent le nombre maximal de particules autorisées dans les différentes classes de salles blanches selon la norme DIN EN ISO 16441-1 (le premier tableau est exprimé en particules/cft, le second en particules/m³).
Comparaison des limites de classe de la norme DIN EN ISO 14644-1 et de la norme fédérale américaine 209E:
| Classe ISO | Valeur maximale des concentrations autorisées (particules/cft) égale ou supérieure aux grandeurs considérées, présentées ci-dessous (valeurs arrondies) | Norme fédérale américaine 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 | - |
*Les valeurs ne sont pas représentatives d'une classification
Comparaison des limites de classe de la norme DIN EN ISO 14644-1 et de la norme fédérale américaine 209E:
| Classe ISO | Valeur maximale des concentrations autorisées (particules/m³) égale ou supérieure aux grandeurs considérées, illustrées ci-dessous |
Norme fédérale américaine 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 | - |
*Les valeurs ne sont pas représentatives d'une classification
Procédure de test pour vérifier l'aptitude à l'utilisation en salle blanche
Tous les produits sont testés selon les exigences de la norme DIN EN ISO 14644-14 (anciennement VDI 2083 feuille 9.1) pour l'aptitude aux salles blanches. Une telle mesure doit avoir lieu dans une salle blanche (selon ISO 14644-1) qui est au moins une classe supérieure à l'aptitude visée pour laquelle le produit doit être certifié. L'exception est l'aptitude visée pour la classe 1.
Afin de ne pas introduire de particules gênantes lors de l'introduction de l'objet à tester dans l'environnement de test propre, celui-ci est préalablement soumis à un nettoyage par essuyage avec un mélange d'eau ultrapure et d'isopropanol, puis soufflé à l'air comprimé ultrapur. De plus, le produit est introduit dans la salle blanche 24 heures avant la mesure de certification. Cela permet de s'assurer que les impuretés précédentes ont été détachées, que les éléments soumis à des contraintes tribologiques (contraintes de frottement) ont été rodés et que la mesure suivante n'en sera pas affectée.
L'objet à contrôler est alors analysé à l'aide d'un compteur optique de particules (OPS) afin d'identifier les sources potentielles de particules. Une sonde à particules est placée à ces endroits lors de la procédure de mesure. La plupart du temps, ces sources de particules se trouvent aux endroits où il y a une contrainte tribologique pendant le fonctionnement. Lors de la mesure de qualification qui suit, d'une durée de 100 minutes, l'émission de particules est déterminée pour chaque point de mesure. Une évaluation statistique, telle qu'elle est décrite dans la norme ISO 14644-1, permet de définir dans quelle classe de pureté de l'air l'objet testé peut au moins être utilisé.
Comparaison de la dimension d’éventuelles particules en suspension dans l’air :
| Ions | Molécules | Macromolécules | Microparticules | Macroparticules | |
| Visible avec | Microscope électronique à balayage (MEB) | Microscope | À l’œil nu | ||
| Exemples |
Rayon atomique Ions métalliques |
Sucre Herbicide |
Suie Virus Fumée de tabac |
Bactéries Globules rouges |
Pollen Sable Cheveux humains Brouillard |
| Dimension [µm (LOG)] | 0,001 | 0,01 | 0,1-1,0 | 10 | 100-1.000 |
Produits adaptés à l'utilisation en salle blanche
Les composants certifiés pour l'utilisation en salle blanche comprennent différents produits issus du large portefeuille de la technologie du vide. Il est ainsi possible de répondre à un grand nombre d'exigences de processus différentes. Grâce aux résultats des tests, il apparaît clairement que la plupart des produits peuvent être utilisés dans des environnements de travail très propres (jusqu'à la classe 1 selon la norme DIN EN ISO 14644-1) sans mesures supplémentaires.
Lors de la sélection d'un équipement, il est essentiel de considérer avec précision son lieu d'utilisation réel dans la salle blanche et d'interpréter ainsi correctement les exigences. Par exemple, dans une zone propre avec un flux d'air laminaire, tous les postes ne doivent pas nécessairement répondre à la classe ISO visée. En raison du flux vertical rectiligne, les sources d'émission de particules situées sous la pièce ou à une certaine distance de celle-ci n'ont généralement que peu d'influence.
Certification Fraunhofer TESTED DEVICE® / Cleanroom Suitable Materials (CSM®)
Le département de microproduction et de production ultrapure de l'Institut Fraunhofer pour la technique de production et l'automatisation (IPA) à Stuttgart teste de manière indépendante les équipements et les matériaux quant à leur aptitude à la propreté et à la salle blanche. Ces tests sont effectués dans une salle blanche dix fois plus propre que la classe 1 selon la norme DIN EN ISO 14644-1. En conséquence, les équipements et/ou les matériaux sont certifiés par une marque de contrôle TESTED DEVICE® ou CSM®. Pour ce travail, l'institut s'appuie sur plus de 30 ans d'expérience et de savoir-faire dans le domaine de la propreté et de la compatibilité avec les salles blanches.