Strömungstechnische Auslegung reinraumtauglicher Fertigungseinrichtungen

Die vorliegende Arbeit entstand wihrend meiner Tiitigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer-Institut flir Produktionstechnik und Automatisierung (IPA), Stuttgart. Die Untersuchungen wurden anteilig mit Mitteln des Bundes ministeriums flir Forschung und Technologie (BMFT), Projekttriigerschaft "Halb leiterfertigungsgerlite" gefOrdert. Mein besonderer Dank gilt dem Leiter des Instituts, Herrn Professor Dr. -Ing. H. -J. Warnecke, flir seine groBziigige Unterstiitzung und Forderung, die entscheidend zur erfolgreichen Durchflihrung dieser Arbeit beigetragen haben. Herrn Professor Dr. -Ing. H. Bach danke ich flir die Ubernahme des Mitberichtes, flir die eingehende Durchsicht und flir die wertvollen Hinweise, die sich daraus ergaben. Aus dem groBen Kreis der Kollegen am Institut, die mich durch ihre Mitarbeit und anregende Kritik unterstiitzt haben,· mi)chte ich die Herren Dr. -Ing. J. GeiSinger, DipI. -Ing. J. SchlieBer, Dr. -Ing. M. Schweizer, P. Baumbusch und Prof. Dr. -Ing. R-D. Schraft besonders erwihnen. Ihnen allen gilt mein herzlicher Dank. Stuttgart, Januar 1992 Elmar Degenhart Inhaltsverzeichnis Abkiirzungen und Formelzeichen 13 1 Einleitung 15 1. 1 Problemstellung 15 1. 2 Zielsetzung und Vorgehensweise 16 2 Stand der Technik 17 2. 1 Begriffe und Definitionen 17 2. 1. 1 Reinraumtechnologie 17 2. 1. 2 Reinheitsldassen 17 2. 1. 3 Reinraum 18 2. 2 Ausgangssituation 21 2. 2. 1 Kontaminationsquellen im Reinraum 21 Stromungsverhaltnisse im Reinraum 2. 2. 2 23 2. 2. 3 Stromungstechnische Untersuchungsmethoden 24 Quantitative Methoden 2. 2. 3. 1 24 2. 2. 3. 2 Qualitative Methoden der Stromungssichtbarmachung 26 2. 2. 4 Fertigungsgeratetechnik 29 3 Entwicklungsscbwerpunkte 33 3.

Inhalt
Abkürzungen und Formelzeichen.- 1 Einleitung.- 1.1 Problemstellung.- 1.2 Zielsetzung und Vorgehensweise.- 2 Stand der Technik.- 2.1 Begriffe und Definitionen.- 2.2 Ausgangssituation.- 3 Entwicklungsschwerpunkte.- 3.1 Ableitung von Untersuchungsinhalten.- 3.2 Anforderungen an Untersuchungsmethoden.- 4 Auswahl von Untersuchungsmethoden und Entwicklung von Versuchseinrichtungen.- 4.1 Auswahl der Meßgeräte.- 4.2 Entwicklung einer kontaminationsfreien, transportablen Laser-Lichtschnitt-Anlage zur Strömungssichtbarmachung.- 4.3 Tracer-Erzeugung und -Einbringung.- 4.4 Aufbau eines automatisierten Prüfstandes zur Durchführung von Geschwindigkeitsrastermessungen.- 5 Ermittlung des Einflusses unterschiedlicher Turbulenzintensitäten der Reinraumströmung.- 5.1 Einflußbereich von Funktionsträgern auf die ungestörte Reinraumströmung.- 5.2 Partikelausbreitung im Nachlauf von Funktionsträgern.- 6 Untersuchung der Strömung innerhalb und in der Umgebung von Fertigungseinrichtungen.- 6.1 Durchführung der Untersuchungen.- 6.2 Strömungsanalyse an Funktionsträgern.- 6.3 Strömungsuntersuchungen an Baugruppen.- 6.4 Strömungsausbildung an Fertigungsanlagen.- 7 Richtlinien zur strömungstechnischen Auslegung reinraumtauglicher Fertigungseinrichtungen.- 7.1 Vorgehensweise bei der Entwicklung reinraumtauglicher Fertigungseinrichtungen.- 7.2 Richtlinien zur strömungsgerechten Auslegung und Integration von Funktionsträgern in Baugruppen und Fertigungsanlagen.- 7.3 Richtlinien zur strömungsgerechten Auslegung und Anordnung von Baugruppen in Fertigungsanlagen.- 7.4 Richtlinien zur strömungsgerechten Auslegung und Aufstellung von Fertigungsanlagen in Reinräumen.- 8 Umsetzung und Erprobung der Richtlinien anhand der Optimierung einer Prototypanlage.- 8.1 Beschreibung desPrototypen und der bestehenden Anforderungen.- 8.2 Schwachstellenanalyse.- 8.3 Modifikationsphase.- 8.4 Optimierte Fertigungseinrichtung.- 8.5 Bewertung der Anwendbarkeit der aufgestellten Richtlinien.- 9 Zusammenfassung und Ausblick.- 10 Schrifttum.