In Reinräumen ist die Konzentration luftgetragener Partikel möglichst gering zu halten. Die Luftreinheit wird in der Regel sehr gut überwacht. Dabei entpuppt sich der Mensch als die größte Gefahrenquelle für Partikelverunreinigungen. Auch Maschinen und Anlagen im Reinraum können beispielsweise optische Baugruppen ganz und gar verschmutzen.
Arbeiten im Reinraum wird für die Optikindustrie zum Standard
Worauf in der Optik und vielen anderen Branchen in den nächsten Jahren also verstärkt geachtet werden muss, ist die Reinraumtauglichkeit von Equipment jeglicher Art. Die Anforderungen an Montage, Prüfung, Verpackung und Transport optischer Baugruppen und Komponenten unter reinen Bedingungen wird bei vielen Herstellern der optischen Industrie das Arbeiten im Reinraum zum gängigen Usus werden lassen.
Sowohl für die Herstellung von mikroelektronischen Bauteilen als auch für die Montage, wie beispielsweise optischer Komponenten, ist die Reinraumtechnik unabdingbar. Die treibende Kraft dieser Entwicklung ist die Mikroelektronik, da die Entwicklung der optischen Messtechnik und der peripheren optischen Geräten proportional mit ihr wachsen.
Um die geforderten Reinheitsbedingungen zu gewährleisten, müssen spezielle Anforderungen hinsichtlich
- der Luftreinheitsklassen (DIN EN ISO 14644-1)
- Maschinen, Anlagen und Verbrauchsmaterialien
- Wissensstand der Mitarbeiter
- Arbeitskleidung
Die genannten Anforderungen bringen unterschiedliche Aufgabenfelder, sowohl in der klassischen als auch in der Mikrooptik mit sich. Es ist insbesondere wichtig die gesamte Prozesskette in die Betrachtungen einzubeziehen.
Klassische Optik
Es gibt kaum Fertigungsprozesse, in denen prozessbedingt so viele Partikel auftreten wie beim Polieren von Optiken. Dabei geht es weniger um die Anzahl der Partikel an sich, sondern viel mehr um die Anzahl und Größe von Fremdpartikeln, die nicht aus dem Poliermittel stammen. Denn diese Fremdpartikel können Mikrokratzer auf optischen Oberflächen erzeugen.
Daraus resultiert eine weitere Schwierigkeit. Eine hohe Reinheit wird durch eine Reinluftversorgung mittels eines Filtersystems und einem damit verbundenen hohen Luftwechsel (saubere Luft zum Prozess bringen und kontaminierte Luft vom Prozess wegführen) erreicht. Dies führt jedoch zu Schwankungen in der Lufttemperatur, die einer Präzisionsbearbeitung von optischen Oberflächen entgegenstehen. Eine Bearbeitung im Λ/4-Bereich ist damit fast nicht mehr realisierbar. Die Herausforderung besteht nun darin, diesen Widerspruch in einer abgestimmten technischen Lösung zu entkräften.
Mikrooptik
In der Mikrooptik, zum Beispiel bei der Herstellung und Montage von Handykameras, treten auf der einen Seite die klassischen Partikelprobleme auf, wobei Fremdpartikel in den Prozess gelangen und Oberflächen zerkratzen können. Auf der anderen Seite muss die Elektrostatische Entladung im Montageprozess beachtet werden, da Spannungsimpulse im Gerät befindliche elektronische Komponenten schädigen können. Somit ist es unumstößlich, dass der gesamte Montageprozess auf seine Reinraumtauglichkeit geprüft wird. Das bedeutet, dass u.a. die Komponenten sauber angeliefert werden müssen oder Fremdpartikel vor der Verarbeitung des Materials durch entsprechende Reinigung zu entfernen sind.
Unabdingbar ist, dass für die Reinraumtauglichkeit immer die gesamte Prozesskette betrachtet wird, damit Verunreinigungen und somit die Beschädigung der Produkte verhindert werden können.
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