ISO 14644 Reinraumstandards erklärt: Klassifizierung, Anforderungen, Leitfaden
1. Zweck
Ziel ist es, ein einheitliches internes Verständnis von Reinräumen und verwandten kontrollierten Umgebungen innerhalb des Werks zu etablieren und zu vereinheitlichen, die Kernanforderungen und Managementprinzipien der internationalen Normenreihe ISO 14644 zu verdeutlichen, sicherzustellen, dass alle relevanten Mitarbeiter ein klares und einheitliches Verständnis von Reinheitsklassen, Testmethoden und Anforderungen an die kontinuierliche Überwachung haben, und eine grundlegende Basis für die Planung, den Betrieb, die Instandhaltung und das Management von Reinräumen zu schaffen.
2. Anwendungsbereich
Diese Spezifikation gilt für alle Reinräume, Reinzonen und zugehörigen kontrollierten Umgebungen, die in Halbleiter-Hochtechnologiefabriken gemäß ISO 14644 geplant, gebaut, betrieben, gewartet und überwacht werden. Sie umfasst alle relevanten Mitarbeiter aus den Bereichen Engineering, Betrieb und Wartung, Produktion und Qualitätssicherung.
3. Definition und Grundprinzipien von Reinräumen
Ein Reinraum ist ein Raum, in dem die Konzentration von luftgetragenen Schwebstoffen kontrolliert wird und Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Druck und andere Parameter so gesteuert werden, dass das Einbringen, Entstehen und Verbleiben von Partikeln im Innenraum minimiert wird. Alle anderen internen Parameter wie Luftgeschwindigkeit und Strömungsmuster, Vibrationen, Lärm, Beleuchtung und statische Elektrizität werden bedarfsgerecht kontrolliert.
Kernprinzipien der Steuerung:
Zufuhr von gefilterter Luft: Kontinuierliche Zufuhr von sauberer Luft in den Raum durch HEPA-Filter (High-Efficiency Particulate Air) oder ULPA-Filter (Ultra-Low Penetration Air), um die im Innenraum entstehenden Schadstoffe zu verdünnen und zu entfernen.
Luftverteilung: Um eine effektive Entfernung von Verunreinigungen zu gewährleisten, sollten spezifische Luftströmungsmuster (z. B. unidirektionale Strömung/turbulente Strömung) angewendet werden.
Druckdifferenzkontrolle: Aufrechterhaltung eines positiven oder negativen Drucks im Reinraum im Verhältnis zu angrenzenden Bereichen, um zu verhindern, dass Verunreinigungen durch Türen, Fenster oder Spalten eindringen.
Material- und Personenkontrolle: Um Verschmutzungsquellen zu kontrollieren, sind strenge Reinigungsverfahren für Materialien, Geräte und Personal, die den Reinraum betreten, durchzuführen.
4. Sauberkeitsklassenstandards
ISO 14644-1 klassifiziert Reinheitsgrade anhand der Konzentration von Schwebeteilchen in der Luft. Die Grade werden als „ISO-Klasse N“ bezeichnet, wobei N eine ganze Zahl von 1 bis 9 ist. ISO-Klasse 1 steht für die sauberste Umgebung, ISO-Klasse 9 für die am wenigsten saubere.
Schlüsselkonzepte:
Schwellenwerte für die Partikelgröße: z. B. 0,1 μm, 0,3 μm, 0,5 μm, 1,0 μm, 5,0 μm. Die Klassifizierung basiert auf einer oder mehreren ausgewählten Partikelgrößen.
Zulässige Höchstkonzentrationsgrenzen: Jede Klasse entspricht einer Höchstkonzentrationsgrenze für Partikel unterschiedlicher Größe (Einheit: Partikel/m³).
- 4.1 ISO 14644-1: Reinheitsklassifizierung
Definiert den Klassifizierungsstandard für die Konzentration von Partikeln in der Luft unter Verwendung eines dualen Systems (imperial: Partikel ≥0,1 μm pro Kubikfuß; metrisch: Partikel ≥0,1 μm pro Kubikmeter).
Typische Anwendungen in der Halbleiterindustrie:
Klasse 1: ISO-Klasse 1 (≤35,2 Partikel/m³)
Klasse 10: ISO-Klasse 2 (≤352 Partikel/m³)
Klasse 100: ISO-Klasse 3 (≤3.520 Partikel/m³)
Klasse 1.000: ISO-Klasse 4 (≤35.200 Partikel/m³)
Anforderungen an die dynamische Überwachung: Echtzeit-Partikelkonzentrationsüberwachung in kritischen Bereichen mit automatischer Alarmauslösung bei Überschreitung der Grenzwerte.
- 4.2 ISO 14644-2: Überwachungsspezifikationen
Legt Prüfmethoden für Reinräume, Überwachungsfrequenzen, Datenerfassung und Berichtspflichten fest.
Wichtigste Anforderungen:
Berechnung der Stichprobenpunkte: N = A^0,5 (wobei A die Fläche ist)
Probenvolumen: ≥1 l pro Messpunkt, Probenahmezeit ≥1 Minute
Überwachungshäufigkeit: Einmal pro Schicht für Produktionsbereiche; einmal pro Woche für Nicht-Produktionsbereiche
- 4.3 ISO 14644-3: Entwurfs- und Bauvorgaben
Kernanforderungen:
Luftdichtheit: Alle Spalten ≤ 0,5 mm, abgedichtet mit Spezialdichtstoffen
Materialauswahl: Wand-/Decken-Farbstahlblechstärke ≥ 50 mm; Epoxidharzbodenstärke ≥ 3 mm
Druckdifferenzkontrolle: ≥10 Pa zwischen reinen und nicht reinen Bereichen; ≥5 Pa zwischen Bereichen unterschiedlicher Reinheitsklassen
Luftverteilung: Reinräume mit unidirektionaler Strömung: Luftgeschwindigkeit 0,36–0,54 m/s; Reinräume mit nicht-unidirektionaler Strömung: Luftwechselrate ≥ 15-mal/Stunde
- 4.4 ISO 14644-4: Gerätespezifikationen
Filtrationssystem: HEPA-Filtereffizienz ≥99,99 % bei 0,3 μm; ULPA-Filtereffizienz ≥99,9995 % bei 0,12 μm
Temperatur- und Feuchtigkeitskontrolle: Temperatur 22±1℃, relative Luftfeuchtigkeit 45±5%RH (Halbleiterlithographiebereiche)
Schwingungsdämpfung: Schwingungsgeschwindigkeit ≤ 0,5 mm/s in Präzisionsanlagenbereichen
5. Wichtigste Test- und Überwachungsmethoden
Zur Überprüfung und Aufrechterhaltung der Reinheitsklassen müssen folgende wichtige Tests durchgeführt werden:
Prüfung der Partikelkonzentration: Die Messung erfolgt an festgelegten Probenahmepunkten mit einem diskreten Partikelzähler (Kernmethode zur Überprüfung der Reinheitsklassen).
Luftstromprüfung: Umfasst die Prüfung der Luftgeschwindigkeit (bei unidirektionaler Strömung) und die Prüfung des Luftvolumens (bei nicht-unidirektionaler Strömung), um eine ausreichende Luftverdrängungskapazität sicherzustellen.
Druckdifferenzprüfung: Misst die statische Druckdifferenz zwischen dem Reinraum und angrenzenden Bereichen, um die korrekte Luftströmungsrichtung sicherzustellen.
Dichtigkeitsprüfung der Filter: Durchsucht HEPA/ULPA-Filter und deren Rahmen, um sicherzustellen, dass keine Leckagen auftreten.
Prüfung des Luftströmungsmusters: Visualisiert oder misst die Richtung und Gleichmäßigkeit der Luftströmung, um die Effizienz der Schadstoffentfernung zu bewerten.
Temperatur- und Feuchtigkeitsprüfung: Überwacht und protokolliert die Umgebungstemperatur und die relative Luftfeuchtigkeit, um die Prozessanforderungen zu erfüllen.
Wiederherstellungszeitprüfung: Bewertet die Zeit, die der Reinraum benötigt, um sich von einem kontaminierten Zustand wieder auf den vorgegebenen Reinheitsgrad zu erholen.
6. Grundlegende Betriebs- und Wartungsanforderungen
Anforderungen an das Personal: Alle Mitarbeiter müssen eine strenge Schulung absolvieren und die Reinraum-Kleiderordnung (Reinraumanzüge, Handschuhe, Masken usw.) sowie die Verhaltensnormen einhalten.
Reinigungsverfahren: Erstellen Sie einen regelmäßigen Reinigungsplan unter Verwendung spezieller Werkzeuge und Reinigungsmittel zur Reinigung von Oberflächen und Geräten.
Materialzugang: Alle Materialien, die in den Reinraum gelangen, müssen Reinigungs- und Schleusentransferverfahren durchlaufen.
Vorbeugende Wartung: Führen Sie regelmäßige vorbeugende Wartungsarbeiten und den Austausch von HLK- und Reinigungssystemen (MAU, FFU, DC, Filter usw.) durch.
Kontinuierliche Überwachung: Führen Sie eine Echtzeit- oder regelmäßige Überwachung der wichtigsten Parameter (Partikelanzahl, Druckdifferenz, Temperatur und Luftfeuchtigkeit) durch und legen Sie Alarmgrenzen fest.
Dokumentation und Aufzeichnungen: Alle Testberichte, Überwachungsdaten, Wartungsaufzeichnungen und Abweichungsberichte müssen aufbewahrt werden, um die kontinuierliche Einhaltung der Vorschriften nachzuweisen.
7. Verantwortlichkeiten
Alle Mitarbeiter, die den Reinraum betreten und darin arbeiten, sind verpflichtet, die in diesem Dokument beschriebenen Grundsätze und Vorschriften zu verstehen und einzuhalten. Die Abteilung Gebäudemanagement ist für die Überprüfung der Einhaltung der Vorschriften und die kontinuierliche Überwachung zuständig, während die Produktionsabteilung für die Aufrechterhaltung der Reinheit im täglichen Betrieb verantwortlich ist.
8. Überprüfung und Aktualisierung
Dieses grundlegende Verständnisdokument wird regelmäßig überprüft bzw. überarbeitet, um auf Aktualisierungen der ISO-Normen und Änderungen der Anforderungen an die Fabrikprozesse zu reagieren und so seine Genauigkeit und Anwendbarkeit zu gewährleisten.
Suzhou Pharma Machinery Co.,Ltd.
2026/02/11
Gino
