1. Wanneer is een
cleanroom nodig?
Koos Agricola
Cleanroom Contamination Control Solutions
10 maart 2011 Koos Agricola 1
Inhoud
Kwetsbaar product
Wat is een cleanroom?
Cleanroom classificaties
Contaminatie van een kwetsbaar product
Product analyse
Voorbeeld
Maatregelen om het product te beschermen
Noodzaak van een cleanroom
Conclusie
10 maart 2011 Koos Agricola 2

2. Kwetsbaar product
Functionaliteit product
Verstoring functionaliteit product door
ongewenste contaminatie van:
Deeltjes soort (levend/dood, geleidend/isolerend)
Deeltjes grootte en aantal
Chemische componenten
10 maart 2011 Koos Agricola 3
Oorsprong verstoring
Productie proces
Contaminatie bij blootstelling
Contaminatie via contactoverdracht
Contaminatie door aangroei
Onderdelen en bewerkingen
Functies product
defect
Product
Een bepaald oppervlak op bepaald moment.
deeltjes Bronnen die leiden tot defecten
neerslag aanstroming
Contact
Kwetsbaar oppervlak
10 maart 2011 Koos Agricola
Verschillende onderdelen zijn op verschillende momenten gevoelig voor
4
deeltjescontaminatie. Een defect kan leiden tot het falen van een product functie.

3. Wat is een cleanroom?
Doos schone lucht
Op overdruk
Sluizen
Doorspoeld met gefilterde lucht
Oppervlakken alleen schoon door reiniging
Voorkomen of inpakken bronnen
Ruimte geclassificeerd volgens ISO
normen 14644/14698 van de TC 209
10 maart 2011 Koos Agricola 5
Cleanroom classificaties
Reinheid
Lucht
Oppervlak
Concentratie
Deeltjes
Mirco-organisemen (alleen in KVE’s)
Chemische componenten
Nanodeeltjes
10 maart 2011 Koos Agricola 6

4. Cleanroom classificaties
Lucht reinheid m.b.t. deeltjes
Concentratie deeltjes in de lucht (m3)
ISO 14644-1: Air cleanliness by particles (ACP)
Cn = 10N/(10.d)2,08, d ≥ 0,1 µm
ISO 6, 106 ≥ 0,1 µm, -> 4.000 ≥ 5 µm per m3
10 maart 2011 Koos Agricola 7
Cleanroom classificaties
Oppervlaktereinheid m.b.t. deeltjes
Concentratie deeltjes op oppervlakken (m2)
ISO 14644-9, Surface cleanliness by particles
SCP N: An = 10N/d , d ≥ 1 µm
nd*d = constant
SCP 5, 105 ≥ 1 µm, -> 20.000 ≥ 5 µm per m2
Proposed ISO 14644-9 Surface Cleanliness Classes
100.000.000
Max number of particles per m2
10.000.000 SPC Class 1
1.000.000 SPC Class 2
SPC Class 3
100.000 SPC Class 4
10.000 SPC Class 5
SPC Class 6
1.000 SPC Class 7
100 SPC Class 8
10
0,1 1 10 100 1000
10 maart 2011 Koos Agricola
Particle size in µm 8

5. Cleanroom classificaties
Reinheid lucht en oppervlakken mbt
chemische componenten (moleculaire
contaminatie)
ISO 14644-8
ACC in log(gr/m3), -> negatieve klasse
ISO 14644-10
SCC in log(gr/m2), -> negatieve klasse
Vergelijkbare klassen worden voor
nanodeeltjes en schadelijke micro-organismen
(ISO 14698) worden ontwikkeld.
10 maart 2011 Koos Agricola 9
Contaminatie van
een kwetsbaar product
Vanuit het medium waarin het product zit:
Lucht, gas
Vloeistof
Vaste stof
Overdracht hangt samen de grootte, vorm
en lading van een deeltje.
Bij vaste stof is naast de reinheid de
oppervlaktegesteldheid (ruwheid) en
elasticiteitsmodulus en lading van belang
10 maart 2011 Koos Agricola 10

6. Contaminatie van een
kwetsbaar product
Overdracht deeltjes vanuit de lucht
Zwevende deeltjes (d ≤ 5 µm)
Massatraagheid
Lange tijd zonder stroming
Vallende deeltjes (d ≥ 25 µm)
Afhankelijk aantal aanwezige deeltjes
en activiteit
Overgangsgebied (5 < d < 25 µm)
Overdracht deeltjes via contact met
vaste stof
10 maart 2011 Koos Agricola 11
Deeltjesneerslag in cleanroom
Deeltjesneerslag is de verandering van
oppervlaktereinheid per werkuur
Praktische aanpak aantal deeltjes > 5 µm of
25 µm per dm2
Drie gemiddelde deeltjesdeposities gedurende acht gewerkte uren
100
Aantal deeltjes ≥ per dm /uur
2
10 DNK 1.000
DNK 100
DNK 10
DNK 1
week 4
week 8
1 week 12
0,1
1 10 100 1000
10 maart 2011 Koos Agricola
Deeltjesgroootte ≥ (µm) 12

7. Product analyse
Wanneer wordt de functionaliteit verstoort?
Van kwaliteitsverlies tot direct falen
Plaats in het product
Soort deeltje
Grootte deeltje
Aantal deeltjes
Wanneer is kwetsbare plaats blootgesteld?
lucht, vloeistof
contactoverdracht
10 maart 2011 Koos Agricola 13
Voorbeeld Digitale camera
Functionele digitale foto’s zonder defecten
Sensor (beeldverwerking elektronica en
software)
Optiek (afbeelding lichtbeeld op sensor)
Mechanische componenten (bediening,
behuizing, focussering)
10 maart 2011 Koos Agricola 14

8. Assemblage digitale camera
Sensor
Optiek
Mechanisch
10 maart 2011 Koos Agricola 15
Kritische oppervlakken
Mechanisch deel grootste oppervlak (1 cm2),
vallende deeltjes (dk> 50 µm)
Blootstelling 2,5 uur
Optische deel kleiner oppervlak (40 mm2),
kleinere deeltjes (dk > 10 µm)
Blootstelling 2 uur
Sensor deel veel kleiner oppervlak (20 mm2),
zwevende deeltjes (dk > 1 µm)
Blootstelling 1 uur
10 maart 2011 Koos Agricola 16

9. Gewenste oppervlaktereinheid
Stel initiële oppervlaktereinheid is SCP 3
Stel dat max. 10 % kritische deeltjes/m2
toegestaan zijn. 10log(Nd*dk/A), Nd=0,1:
Mechanisch deel: Nd*dk/A = 0,1*50/10-4= 5*104
-> SCP 4,7
Optische deel kleiner 0,1*10/(4*10-5) = 2,5*104
-> SCP 4,4
Sensor deel 0,1*1/(2*10-5)= 5*103
-> SCP 3,7
3 oktober2011
10 maart 2008 CGC Koos Agricola
Koos Agricola 17
Minimale VCCN Deeltjes-
Neerslag Klasse
De deeltjesneerslag is de verandering
van oppervlakte reinheid per dm2 per
blootstellinguur
DNK = (10 SCP-10SCP0)/(A*t),
A in dm2 -> (10 SCP-4-10SCP0-4)/(A*t);
M: DNK = (104,7-4-103-4)/(0,01*2,5) =
M: DNK = (100,7-10-1)/(0,01*2,5) = 200
O: DNK = (100,4-10-1)/(0,004*2) = 300
S: DNK = (10-0,3-10-1)/(0,002*1) = 200
10 maart 2011 Koos Agricola 18

10. Benodigde cleanroom
Mechanische delen: ISO 9 en DNK 200,
Schone werkwijze het belangrijkst
Optische deel: ISO 7 en DNK 300,
Combinatie verdunning cleanroom en
werkwijze
Sensor deel: ISO 6 en DNK 200,
Combinatie lokale verdringing cleanroom en
werkwijze
Door verkorting blootstellingtijd kan hogere
DNK toegestaan worden.
10 maart 2011 Koos Agricola 19
Maatregelen om het
product te beschermen
Afhankelijk van gevoeligheid product
en procesomstandigheden:
Gevoelig voor vallende deeltjes
Oppervlaktereinheid
Aantal personen, kleding en discipline
Blootstellingtijd * grootte oppervlak
Ook gevoelig voor zwevende deeltjes
Concentratie in de lucht (cleanroom
ACP klasse)
10 maart 2011 Koos Agricola 20

11. Noodzaak van een
cleanroom
Deeltjes ≥ 25 µm:
ISO 9 + ISO 5 cleanroom werkwijzen
Deeltjes ≥ 5 µm: ISO 7, 8 cleanroom
Deeltjes ≥ 1 µm: ISO 5, 6 cleanroom
Deeltjes ≥ 0,1 µm:
ISO 4 of beter, geen personen
Naarmate het product gevoeliger is zullen de
eisen voor de oppervlaktereinheid toenemen.
10 maart 2011 Koos Agricola 21
Conclusie
Product analyse bepaalt kwetsbaarheid
Proces bepaalt kwetsbare plaatsen en momenten
Aparte schone ruimte biedt mogelijkheid deeltjes
neerslag en contact overdracht te beperken
Deeltjes ≥ 5, 25 µm verwijderen door schoonmaken,
classificatie oppervlaktereinheid en deeltjesneerslag
niveau.
Deeltjes ≤ 5 µm verwijderen met luchtbehandeling,
classificatie luchtreinheid.
Zie artikel maart 2011 nummer VCCN Magazine
Zie Strategisch strijden tegen stofdeeltjes (www.vccn.nl)
10 maart 2011 Koos Agricola 22